ऊष्मीय प्रसार गुणांक (CTE) क्या है?

CTE (α) तापमान में प्रति डिग्री परिवर्तन के हिसाब से लंबाई में होने वाला आंशिक परिवर्तन है। इकाइयाँ: µm/(m·°C) या 10⁻⁶/°C। उदाहरण: स्टील का α ≈ 12 µm/(m·°C) का अर्थ है कि 1 मीटर की छड़ 1°C तापमान वृद्धि पर 12 µm बढ़ जाती है।.

किसी संकुचित भाग में ऊष्मीय तनाव की गणना कैसे करें?

जब विस्तार पूरी तरह से प्रतिबंधित हो: σ = E × α × ΔT. ΔT = 100°C पर स्टील के लिए: σ = 200,000 × 12e-6 × 100 = 240 MPa — लगभग यील्ड स्ट्रेस!

आयतनिक प्रसार क्या है?

समरूप पदार्थों के लिए, आयतनिक CTE ≈ 3 × रेखीय CTE होता है। आयतन परिवर्तन: ΔV = V₀ × 3α × ΔT। यह टैंकों, पाइपों और बंद द्रव प्रणालियों के लिए महत्वपूर्ण है।.

पाइपिंग के लिए एक्सपेंशन लूप का आकार कैसे निर्धारित करें?

लूप की लंबाई L = √(3 × D × Δ / Sₐ × E), जहाँ D = पाइप का बाहरी व्यास (OD), Δ = विस्तार, Sₐ = अनुमेय तनाव। सामान्य नियम: स्टील पाइप के लिए L ≈ 6.2 × √(D × Δ)।.

क्या तापमान के साथ सीटीई में परिवर्तन होता है?

जी हाँ। तापमान बढ़ने के साथ CTE में सामान्यतः थोड़ी वृद्धि होती है। दिए गए मान एक निश्चित सीमा (आमतौर पर 20–100°C) के औसत मान हैं। क्रायोजेनिक या उच्च तापमान वाले कार्यों के लिए, वास्तविक तापमान सीमा के लिए विशिष्ट डेटा का उपयोग करें।.

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तापीय विस्तार कैलकुलेटर

20 से अधिक पदार्थों के लिए रेखीय और आयतनिक तापीय प्रसार की गणना करें। एंकरों के बीच पाइप का प्रसार, प्रसार लूप का आकार निर्धारण और विवश होने पर तापीय तनाव (σ = E·α·ΔT) की गणना करें।.

रेखीय और आयतनिक20+ सामग्रियांथर्मल तनावपाइप विस्तार

सामग्री

सीटीई α (×10⁻⁶ /°C)

मूल लंबाई (मिमी)

तापमान परिवर्तन ΔT (°C)

मूल खंड (सेमी³ — वैकल्पिक, आयतनमापी के लिए)

प्रत्यास्थ मापांक E (जीपीए — तनाव गणना के लिए)

त्वरित प्रीसेट

विस्तार के परिणाम

रेखीय विस्तार ΔL

—

मिलीमीटर में विस्तार

—

माइक्रोमीटर में विस्तार

—

मिलों में विस्तार

—

नई लंबाई

—

तनाव ε

—

तापीय तनाव (यदि सीमित हो)

—

तापीय बल (प्रति सेमी² क्षेत्रफल)

—

आयतनिक प्रसार ΔV

—

विस्तार लूप (स्टील पाइप, सामान्य नियम)

—

रेखीय विस्तार

जहां α तापीय प्रसार गुणांक (CTE) है, जो 1/°C में व्यक्त किया जाता है, L₀ मूल लंबाई है, और ΔT तापमान परिवर्तन है।.

आयतनिक विस्तार

समरूप पदार्थों के लिए, आयतनिक सीटीई लगभग रैखिक सीटीई का 3 गुना होता है।.

ऊष्मीय तनाव (बाधित सदस्य)

जब विस्तार पूरी तरह से रुक जाता है (उदाहरण के लिए, दो कठोर एंकरों के बीच पाइप), तो परिणामी तनाव बहुत अधिक हो सकता है। यह गर्म होने पर संपीडन और ठंडा होने पर तन्यता होता है।.

एक्सपेंशन लूप साइजिंग (सामान्य नियम)

यहां D पाइप का बाह्य व्यास (मिमी) है और Δ प्रसार (मिमी) है। इससे स्टील पाइप के लिए आवश्यक लूप की लंबाई प्राप्त होती है। अन्य सामग्रियों के लिए, √(E_steel/E_material) से समायोजित करें।.

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण — 6 मीटर कार्बन स्टील पाइप, ΔT = 80°C

दिया गया: L₀ = 6000 मिमी, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa

ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5.76 मिमी

यदि विवश हो तो तापीय तनाव: σ = 200,000 × 12e-6 × 80 = 192 एमपीए

विस्तार लूप (DN100/OD 114 mm): L ≈ 6.2 × √(114 × 5.76) ≈ 159 मिमी ≈ 160 मिमी

सामग्री सीटीई डेटाबेस

सामग्री	α (×10⁻⁶ /°C)	ई (जीपीए)	Notes
कार्बन स्टील	12.0	200	एसए-516, पी265जीएच
निम्न मिश्रधातु इस्पात	12.5	200	16Mo3, SA-387
Cr-Mo स्टील (2.25Cr)	12.0	205	एसए-335 पी22
स्टेनलेस 304	17.3	193	1.4301, 18Cr-8Ni
स्टेनलेस 316	16.0	193	1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo
स्टेनलेस 321	17.0	193	1.4541, टीआई-स्थिर
डुप्लेक्स 2205	13.0	200	1.4462
एल्युमिनियम 6061	23.6	69	T6 स्वभाव
ताँबा	17.0	117	शुद्ध, एनील्ड
पीतल (CuZn30)	20.0	110	कारतूस पीतल
कांस्य (CuSn8)	18.0	110	फॉस्फोर कांस्य
टाइटेनियम जी.आर.2	8.6	103	व्यावसायिक रूप से शुद्ध
निकेल 200	13.3	207	शुद्ध निकल
इनकोनेल 625	12.8	207	Ni-Cr-Mo
इनकोनेल 718	13.0	211	Ni-Cr-Fe
ग्रे कच्चा लोहा	10.5	110	जीजी25
तन्य कच्चा लोहा	11.0	170	जीजीजी40
ठोस	12.0	30	मिश्रण के अनुसार भिन्न होता है
ग्लास (सोडा-लाइम)	9.0	72	खिड़की का शीशा
पीटीएफई (टेफ्लॉन)	120.0	0.5	बहुत उच्च सीटीई
एचडीपीई	150.0	1.0	polyethylene
पीवीसी	80.0	3.0	कठोर पीवीसी
इनवर 36	1.2	145	अति निम्न सीटीई मिश्र धातु

💡 नोट: CTE मान 20–100°C के लिए औसत मान हैं। उच्च तापमान या क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों के लिए, सामग्री मानकों से विशिष्ट डेटा का उपयोग करें।.

तापीय विस्तार कैलकुलेटर — रेखीय, आयतनिक और तनाव

द्वारा प्रकाशित Nikolai Shelkovenko पर फ़रवरी 15, 2026 5 मार्च, 2026