मुक्त अभियांत्रिकी साधन
उष्णीय विस्तार कॅल्क्युलेटर
20+ पदार्थांसाठी रेखीय आणि आयतनात्मक उष्णीय प्रसरणाची गणना करा. अँकरमधील पाईप प्रसरण, एक्स्पान्शन लूप आकारनिश्चिती आणि प्रतिबंधित स्थितीतील उष्णीय ताण (σ = E·α·ΔT).
प्रसरण परिणाम
रेखीय प्रसरण
जिथे α हा 1/°C मधील उष्णीय प्रसरण गुणांक (CTE) आहे, L₀ ही मूळ लांबी आहे, आणि ΔT हा तापमानातील बदल आहे.
आयतनात्मक प्रसरण
समदिश पदार्थांसाठी, आयतनात्मक CTE हा रेखीय CTE च्या सुमारे 3× असतो.
उष्णीय ताण (प्रतिबंधित घटक)
प्रसरण पूर्णपणे रोखले गेले असल्यास (उदा., दोन कठोर अँकरमधील पाईप), निर्माण होणारा ताण फार जास्त असू शकतो. तापवल्यास तो दाबणारा आणि थंडवल्यास ताणणारा असतो.
एक्स्पान्शन लूप आकारनिश्चिती (अंगठा नियम)
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.
व्यावहारिक उदाहरण
Given: L₀ = 6000 mm, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa
ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5.76 mm
जर प्रतिबंधित असेल तर उष्णीय ताण: 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
पदार्थ CTE डेटाबेस
| साहित्य | α (×10⁻⁶ /°C) | E (GPa) | टीपा |
|---|---|---|---|
| कार्बन स्टील | 12.0 | 200 | SA-516, P265GH |
| लो-अलॉय स्टील | 12.5 | 200 | 16Mo3, SA-387 |
| Cr-Mo स्टील (2.25Cr) | 12.0 | 205 | SA-335 P22 |
| 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, Ti-stabilized |
| Duplex 2205 | 13.0 | 200 | 1.4462 |
| अॅल्युमिनियम 6061 | 23.6 | 69 | T6 टेम्पर |
| तांबे | 17.0 | 117 | शुद्ध, अॅनिल्ड |
| पितळ (CuZn30) | 20.0 | 110 | कार्ट्रिज पितळ |
| कांस्य (CuSn8) | 18.0 | 110 | फॉस्फर कांस्य |
| Titanium Gr.2 | 8.6 | 103 | व्यावसायिकदृष्ट्या शुद्ध |
| निकेल 200 | 13.3 | 207 | शुद्ध निकेल |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 | Ni-Cr-Mo |
| Inconel 718 | 13.0 | 211 | Ni-Cr-Fe |
| ग्रे कास्ट आयर्न | 10.5 | 110 | GG25 |
| डक्टाइल कास्ट आयर्न | 11.0 | 170 | GGG40 |
| काँक्रीट | 12.0 | 30 | मिश्रणानुसार बदलते |
| काच (सोडा-लाईम) | 9.0 | 72 | खिडकीची काच |
| PTFE (Teflon) | 120.0 | 0.5 | अतिशय उच्च CTE |
| HDPE | 150.0 | 1.0 | पॉलीइथिलीन |
| PVC | 80.0 | 3.0 | कठीण PVC |
| Invar 36 | 1.2 | 145 | अतिशय कमी CTE मिश्रधातू |
💡 टीप: CTE मूल्ये 20–100°C साठी सरासरी मूल्ये आहेत. उच्च-तापमान किंवा अतिथंड अनुप्रयोगांसाठी पदार्थ मानकांमधील विशिष्ट डेटा वापरा.
