უფასო საინჟინრო ინსტრუმენტი
თერმული გაფართოების კალკულატორი
20+ მასალისთვის წრფივი და მოცულობითი თერმული გაფართოების გამოთვლა. მილსადენების გაფართოება ანკერებს შორის, გაფართოების მარყუჟის ზომები და თერმული დაძაბულობა შეზღუდვის დროს (σ = E·α·ΔT).
გაფართოების შედეგები
ხაზოვანი გაფართოება
სადაც α არის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი (CTE) 1/°C-ში, L₀ არის საწყისი სიგრძე, ხოლო ΔT არის ტემპერატურის ცვლილება.
მოცულობითი გაფართოება
იზოტროპული მასალებისთვის, მოცულობითი CTE დაახლოებით წრფივ CTE-ზე 3-ჯერ მეტია.
თერმული დაძაბულობა (შეზღუდული წევრი)
როდესაც გაფართოება სრულად არის აღკვეთილი (მაგ., მილი ორ მყარ სამაგრს შორის), შედეგად მიღებული დაძაბულობა შეიძლება ძალიან მაღალი იყოს. ეს არის შეკუმშვა გათბობისთვის და დაჭიმვა გაგრილებისთვის.
გაფართოების მარყუჟის ზომის განსაზღვრა (პრაქტიკული წესი)
სადაც D არის მილის გარე დიამეტრი (მმ) და Δ არის გაფართოება (მმ); შედეგი L არის მმ-ში. კოეფიციენტი 66 მოდის გადამავალი კონსოლის ფორმულიდან L = √(3 · E · D · Δ / Sₐ), რომელიც შეფასებულია ნახშირბადოვანი ფოლადისთვის (E = 200 GPa, Sₐ = 138 MPa). სხვა მასალების ან დასაშვები ძაბვებისთვის გამოიყენეთ სრული ფორმულა (L მასშტაბირდება როგორც √(E/Sₐ)). ეს არის სკრინინგული შეფასება და არა სრული კოდის მოქნილობის ანალიზი.
პრაქტიკული მაგალითი
მოცემული: L₀ = 6000 მმ, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa
ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5.76 მმ
თერმული დაძაბულობა, თუ შეზღუდვაა: σ = 200,000 × 12e-6 × 80 = 192 მპა
გაფართოების მარყუჟი (DN100/OD 114 მმ): L ≈ 66 × √(114 × 5.76) ≈ 1,690 mm ≈ 1.7 m
მასალების CTE მონაცემთა ბაზა
| მასალა | α (×10⁻⁶ /°C) | E (გპა) | შენიშვნები |
|---|---|---|---|
| ნახშირბადოვანი ფოლადი | 12.0 | 200 | SA-516, P265GH |
| დაბალი შენადნობის ფოლადი | 12.5 | 200 | 16Mo3, SA-387 |
| Cr-Mo ფოლადი (2.25Cr) | 12.0 | 205 | SA-335 P22 |
| უჟანგავი 304 | 17.3 | 193 | 1.4301, 18Cr-8Ni |
| უჟანგავი 316 | 16.0 | 193 | 1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo |
| უჟანგავი 321 | 17.0 | 193 | 1.4541, Ti-სტაბილიზირებული |
| დუპლექსი 2205 | 13.0 | 200 | 1.4462 |
| ალუმინი 6061 | 23.6 | 69 | T6 თერმული დამუშავება |
| სპილენძი | 17.0 | 117 | სუფთა, ანილირებული |
| თითბერი (CuZn30) | 20.0 | 110 | კარტრიჯის სპილენძი |
| ბრინჯაო (CuSn8) | 18.0 | 110 | ფოსფორის ბრინჯაო |
| ტიტანი Gr.2 | 8.6 | 103 | კომერციულად სუფთა |
| ნიკელი 200 | 13.3 | 207 | სუფთა ნიკელი |
| ინკონელი 625 | 12.8 | 207 | Ni-Cr-Mo |
| ინკონელი 718 | 13.0 | 211 | Ni-Cr-Fe |
| ნაცრისფერი თუჯი | 10.5 | 110 | GG25 |
| დრეკადი თუჯი | 11.0 | 170 | GGG40 |
| ბეტონი | 12.0 | 30 | განსხვავდება ნაზავის მიხედვით |
| მინა (სოდა-ცაცხვი) | 9.0 | 72 | ფანჯრის მინა |
| PTFE (ტეფლონი) | 120.0 | 0.5 | ძალიან მაღალი CTE |
| მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენი (HDPE) | 150.0 | 1.0 | პოლიეთილენი |
| პოლივინილქლორიდი | 80.0 | 3.0 | მყარი PVC |
| ინვარი 36 | 1.2 | 145 | ულტრა დაბალი CTE შენადნობი |
💡 შენიშვნა: CTE მნიშვნელობები წარმოადგენს 20–100°C-ის საშუალო მნიშვნელობებს. მაღალი ტემპერატურის ან კრიოგენული აპლიკაციებისთვის გამოიყენეთ მასალის სტანდარტებიდან მოცემული კონკრეტული მონაცემები.
