Тегін инженерлік құрал
Термалық кеңею калькуляторы
Calculate linear and volumetric thermal expansion for 20+ materials. Pipe expansion between anchors, expansion loop sizing, and thermal stress when constrained (σ = E·α·ΔT).
Ұзару нәтижелері
Сызықтық кеңею
Where α is the coefficient of thermal expansion (CTE) in 1/°C, L₀ is the original length, and ΔT is the temperature change.
Көлемдік кеңею
Изотропты материалдар үшін көлемдік ЖЖК сызықтық ЖЖК-дан шамамен 3 есе үлкен болады.
Жылулық кернеу (бекітілген элемент)
Кеңею толық тосқауылданған жағдайда (мысалы, екі қатты тіреу арасындағы құбыр) туындайтын кернеу өте жоғары болуы мүмкін. Қыздыру кезінде қысымды, суыту кезінде созылымды кернеу пайда болады.
Компенсациялық иілімнің өлшемін анықтау (тәжірибелік ереже)
Where D is the pipe outer diameter (mm) and Δ is the expansion (mm); the result L is in mm. The factor 66 comes from the guided-cantilever formula L = √(3 · E · D · Δ / Sₐ) evaluated for carbon steel (E = 200 GPa, Sₐ = 138 MPa). For other materials or allowable stresses use the full formula (L scales as √(E/Sₐ)). This is a screening estimate, not a full code flexibility analysis.
Практикалық мысал
Given: L₀ = 6000 mm, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa
ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5.76 mm
Thermal stress if constrained: σ = 200,000 × 12e-6 × 80 = 192 MPa
Expansion loop (DN100/OD 114 mm): L ≈ 66 × √(114 × 5.76) ≈ 1,690 mm ≈ 1.7 m
Материалдардың ЖЖК дерекқоры
| Material | α (×10⁻⁶ /°C) | E (GPa) | Notes |
|---|---|---|---|
| Carbon steel | 12.0 | 200 | SA-516, P265GH |
| Төмен легірленген болат | 12.5 | 200 | 16Mo3, SA-387 |
| Cr-Mo болат (2.25Cr) | 12.0 | 205 | SA-335 P22 |
| Stainless 304 | 17.3 | 193 | 1.4301, 18Cr-8Ni |
| Stainless 316 | 16.0 | 193 | 1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo |
| Stainless 321 | 17.0 | 193 | 1.4541, Ti-тұрақтандырылған |
| Duplex 2205 | 13.0 | 200 | 1.4462 |
| Aluminium 6061 | 23.6 | 69 | T6 temper |
| Copper | 17.0 | 117 | Pure, annealed |
| Brass (CuZn30) | 20.0 | 110 | Гильзалы жез |
| Bronze (CuSn8) | 18.0 | 110 | Фосфорлы қола |
| Titanium Gr.2 | 8.6 | 103 | Техникалық таза |
| Nickel 200 | 13.3 | 207 | Pure nickel |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 | Ni-Cr-Mo |
| Inconel 718 | 13.0 | 211 | Ni-Cr-Fe |
| Grey cast iron | 10.5 | 110 | GG25 |
| Өткізгіш шойын | 11.0 | 170 | GGG40 |
| Concrete | 12.0 | 30 | Қоспаға байланысты өзгереді |
| Шыны (натрий-кальций) | 9.0 | 72 | Window glass |
| PTFE (Teflon) | 120.0 | 0.5 | Very high CTE |
| HDPE | 150.0 | 1.0 | Polyethylene |
| PVC | 80.0 | 3.0 | Rigid PVC |
| Invar 36 | 1.2 | 145 | Өте төмен жылулық ұлғаю коэффициентті қорытпа |
💡 Note: ЖҰК мәндері 20–100°C температура диапазоны үшін орташа мәндер болып табылады. Жоғары температуралы немесе криогендік қолданбалар үшін материал стандарттарынан нақты деректерді пайдаланыңыз.
