Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka tepelné roztažnosti
Výpočet lineární a objemové tepelné roztažnosti pro více než 20 materiálů. Roztažnost potrubí mezi kotvami, dimenzování dilatační smyčky a tepelné namáhání při omezení (σ = E·α·ΔT).
Výsledky roztažnosti
Lineární roztažnost
Kde α je koeficient tepelné roztažnosti (CTE) v 1/°C, L₀ je původní délka a ΔT je změna teploty.
Objemová roztažnost
U izotropních materiálů je objemový CTE přibližně 3× větší než lineární CTE.
Tepelné napětí (omezený prvek)
Pokud je roztažnost zcela zabráněna (např. potrubí mezi dvěma pevnými kotvami), může být výsledné napětí velmi vysoké. Toto napětí je tlakové při zahřívání a tahové při chlazení.
Dimensionování rozšiřovací smyčky (pravidlo v kostce)
Kde D je vnější průměr trubky (mm) a Δ je dilatace (mm); výsledek L je v mm. Faktor 66 pochází ze vzorce pro vedený vetknutý nosník L = √(3 · E · D · Δ / Sₐ), vyhodnoceného pro uhlíkovou ocel (E = 200 GPa, Sₐ = 138 MPa). Pro jiné materiály nebo dovolená napětí použijte úplný vzorec (L se mění jako √(E/Sₐ)). Jde o orientační odhad, nikoli o úplnou analýzu pružnosti podle předpisu.
Praktický příklad
Vzhledem k: L₀ = 6000 mm, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa
ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5,76 mm
Tepelné napětí při omezení: σ = 200 000 × 12e-6 × 80 = 192 MPa
Kompenzační smyčka (DN100/OD 114 mm): L ≈ 66 × √(114 × 5.76) ≈ 1,690 mm ≈ 1.7 m
Databáze CTE materiálů
| Materiál | α (×10⁻⁶ /°C) | E (GPa) | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Uhlíková ocel | 12.0 | 200 | SA-516, P265GH |
| Nízkolegovaná ocel | 12.5 | 200 | 16Mo3, SA-387 |
| Cr-Mo ocel (2,25Cr) | 12.0 | 205 | SA-335 P22 |
| Nerezová ocel 304 | 17.3 | 193 | 1.4301, 18Cr-8Ni |
| Nerezová ocel 316 | 16.0 | 193 | 1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo |
| Nerezová ocel 321 | 17.0 | 193 | 1.4541, stabilizovaný titanem |
| Duplex 2205 | 13.0 | 200 | 1.4462 |
| Hliník 6061 | 23.6 | 69 | stav T6 |
| Měď | 17.0 | 117 | Čistý, žíhaný |
| Mosaz (CuZn30) | 20.0 | 110 | Brousková mosaz |
| Bronz (CuSn8) | 18.0 | 110 | Fosforový bronz |
| Titan Gr.2 | 8.6 | 103 | Komerčně čistý |
| Nikl 200 | 13.3 | 207 | Čistý nikl |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 | Ni-Cr-Mo |
| Inconel 718 | 13.0 | 211 | Ni-Cr-Fe |
| Šedá litina | 10.5 | 110 | GG25 |
| Tvárná litina | 11.0 | 170 | GGG40 |
| Beton | 12.0 | 30 | Liší se podle směsi |
| Sklo (sodno-vápenaté) | 9.0 | 72 | Okenní sklo |
| PTFE (teflon) | 120.0 | 0.5 | Velmi vysoká hodnota CTE |
| HDPE | 150.0 | 1.0 | Polyethylen |
| PVC | 80.0 | 3.0 | Tvrdé PVC |
| Invar 36 | 1.2 | 145 | Slitina s velmi nízkým součinitelem tepelné roztažnosti (CTE) |
💡 Poznámka: Hodnoty CTE jsou průměrné hodnoty pro 20–100 °C. Pro vysokoteplotní nebo kryogenní aplikace použijte specifické údaje z materiálových norem.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženýr vibrační analýzy a zakladatel a generální ředitel společnosti Vibromera. Více než 15 let vyvažuje rotační stroje přímo v provozu, a ne na zkušebním stavu: mulčovače, průmyslové ventilátory, drtiče, odstředivky, hřídele a vřetena. Právě z této práce vzešly přístroje Balanset — byly navrženy jako nástroj, který si odborník může vzít ke stroji a použít sám, přímo na místě, nikoli jako laboratorní vybavení. Vibromera byla založena v roce 2017 a od roku 2023 sídlí v portugalském Portu. Zde probíhá vývoj, montáž i podpora řady Balanset. Vlajkovým přístrojem je Balanset-1A, přenosný analyzátor pro vyvažování v jedné a ve dvou rovinách a pro diagnostiku vibrací. Nikolai se osobně podílí na zákaznické podpoře, na řešení obtížných případů vyvažování i na vývoji softwaru. Pracuje se zákazníky po celém světě, v jakémkoli jazyce.
