כלי הנדסי חינמי
מחשבון התפשטות תרמית
חשב את ההתפשטות התרמית הליניארית והנפחית עבור יותר מ-20 חומרים. התפשטות צנרת בין עוגנים, חישוב גודל לולאת התפשטות ומאמץ תרמי כאשר ההתפשטות מרוסנת (σ = E·α·ΔT).
תוצאות ההתרחבות
התפשטות ליניארית
כאשר α הוא מקדם ההתפשטות התרמית (CTE) ב-1/°C, L₀ הוא האורך המקורי, ו-ΔT הוא שינוי הטמפרטורה.
התפשטות נפחית
עבור חומרים איזוטרופיים, ה-CTE הנפחי הוא בערך פי 3 מה-CTE הליניארי.
מאמץ תרמי (באיבר מרוסן)
כאשר נמנעת לחלוטין התפשטות (למשל, צינור בין שני עוגנים קשיחים), המאמץ שנוצר יכול להיות גבוה מאוד. זהו מאמץ דחיסה לחימום ומאמץ מתיחה לקירור.
גודל לולאת הרחבה (כלל אצבע)
כאשר D הוא הקוטר החיצוני של הצינור (mm) ו-Δ היא ההתפשטות (mm); התוצאה L היא ב-mm. המקדם 66 מגיע מנוסחת הקונזולה המונחית L = √(3 · E · D · Δ / Sₐ) המחושבת לפלדת פחמן (E = 200 GPa, Sₐ = 138 MPa). עבור חומרים אחרים או מאמצים מותרים אחרים השתמשו בנוסחה המלאה (L מתסקאל לפי √(E/Sₐ)). זוהי הערכת סינון, לא ניתוח גמישות מלא לפי קוד.
דוגמה מעשית
נתון: L₀ = 6000 mm, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa
ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5.76 mm
מאמץ תרמי אם מוגבל: σ = 200,000 × 12e-6 × 80 = 192 MPa
לולאת התפשטות (DN100/OD 114 mm): L ≈ 66 × √(114 × 5.76) ≈ 1,690 mm ≈ 1.7 m
מסד נתונים של חומרי CTE
| חומר | α (×10⁻⁶ /°C) | E (GPa) | הערות |
|---|---|---|---|
| פלדת פחמן | 12.0 | 200 | SA-516, P265GH |
| פלדה דלת-סגסוגת | 12.5 | 200 | 16Mo3, SA-387 |
| פלדת Cr-Mo (2.25Cr) | 12.0 | 205 | SA-335 P22 |
| נירוסטה 304 | 17.3 | 193 | 1.4301, 18Cr-8Ni |
| נירוסטה 316 | 16.0 | 193 | 1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo |
| נירוסטה 321 | 17.0 | 193 | 1.4541, Ti-stabilized |
| דופלקס 2205 | 13.0 | 200 | 1.4462 |
| אלומיניום 6061 | 23.6 | 69 | מזג T6 |
| נְחוֹשֶׁת | 17.0 | 117 | טהור, מחושל |
| פליז (CuZn30) | 20.0 | 110 | פליז מחסנית |
| ברונזה (CuSn8) | 18.0 | 110 | ברונזה זרחנית |
| טיטניום Gr.2 | 8.6 | 103 | טהור מסחרית |
| ניקל 200 | 13.3 | 207 | ניקל טהור |
| אינקונל 625 | 12.8 | 207 | Ni-Cr-Mo |
| אינקונל 718 | 13.0 | 211 | Ni-Cr-Fe |
| ברזל יצוק אפור | 10.5 | 110 | GG25 |
| ברזל יצוק רקיע | 11.0 | 170 | GGG40 |
| בֵּטוֹן | 12.0 | 30 | משתנה בהתאם לתערובת |
| זכוכית (סודה-ליים) | 9.0 | 72 | זכוכית חלון |
| PTFE (טפלון) | 120.0 | 0.5 | CTE גבוה מאוד |
| HDPE | 150.0 | 1.0 | פוליאתילן |
| PVC | 80.0 | 3.0 | PVC קשיח |
| אינבר 36 | 1.2 | 145 | סגסוגת CTE נמוכה במיוחד |
💡 הערה: ערכי CTE הם ערכי ממוצע עבור 20–100°C. עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה או קריוגנית, יש להשתמש בנתונים ספציפיים מתקני החומר.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko הוא מהנדס ניתוח רעידות, ומייסד ומנכ״ל Vibromera. יותר מ-15 שנה הוא מאזן ציוד מסתובב בשטח ולא על שולחן בדיקה: מגרסות ענפים, מאווררים תעשייתיים, מגרסות, צנטריפוגות, פירים וצירים. מתוך העבודה הזו צמחו מכשירי Balanset — הם תוכננו ככלי שמומחה יכול לשאת אל המכונה ולהפעיל לבדו, במקום, ולא כציוד מעבדה. Vibromera נוסדה ב-2017 ומאז 2023 מקום מושבה בפורטו, פורטוגל. הפיתוח, ההרכבה והתמיכה של קו Balanset מתבצעים כולם כאן. המכשיר המוביל הוא Balanset-1A, מכשיר ניתוח נייד לאיזון במישור אחד ובשני מישורים ולאבחון רעידות. Nikolai מעורב אישית בתמיכת הלקוחות, בטיפול במקרי איזון מורכבים ובפיתוח התוכנה. הוא עובד עם לקוחות ברחבי העולם, בכל שפה.
