Ücretsiz Mühendislik Aracı
Termal Genleşme Hesaplayıcısı
20+ malzeme için doğrusal ve hacimsel termal genleşmeyi hesaplayın. Ankrajlar arasındaki boru genleşmesi, genleşme halkası boyutlandırması ve kısıtlandığında termal gerilme (σ = E·α·ΔT).
Genleşme Sonuçları
Doğrusal Genleşme
Burada α, 1/°C cinsinden termal genleşme katsayısı (CTE), L₀ orijinal uzunluk ve ΔT sıcaklık değişimidir.
Hacimsel Genleşme
İzotropik malzemeler için hacimsel termal genleşme katsayısı (CTE), doğrusal termal genleşme katsayısının yaklaşık 3 katıdır.
Termal Gerilim (Sınırlandırılmış Eleman)
Genleşme tamamen engellendiğinde (örneğin, iki rijit ankraj arasında bulunan boru), ortaya çıkan gerilim çok yüksek olabilir. Bu, ısıtma için basma, soğutma için ise çekme gerilimidir.
Genleşme Halkası Boyutlandırması (Pratik Kural)
Burada D boru dış çapı (mm), Δ ise genleşmedir (mm); sonuç L mm cinsindendir. 66 katsayısı, karbon çeliği için (E = 200 GPa, Sₐ = 138 MPa) hesaplanan kılavuzlu konsol formülü L = √(3 · E · D · Δ / Sₐ)'den gelir. Diğer malzemeler veya izin verilen gerilmeler için tam formülü kullanın (L, √(E/Sₐ) ile ölçeklenir). Bu bir ön tarama tahminidir, tam bir kod esneklik analizi değildir.
Pratik Örnek
Verildi: L₀ = 6000 mm, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa
ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5,76 mm
Kısıtlıysa termal gerilme: 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
Malzeme CTE Veritabanı
| Malzeme | α (×10⁻⁶ /°C) | E (GPa) | Notlar |
|---|---|---|---|
| Karbon çelik | 12.0 | 200 | SA-516, P265GH |
| Düşük alaşımlı çelik | 12.5 | 200 | 16Mo3, SA-387 |
| Cr-Mo çeliği (2.25Cr) | 12.0 | 205 | SA-335 P22 |
| Paslanmaz Çelik 304 | 17.3 | 193 | 1.4301, 18Cr-8Ni |
| Paslanmaz Çelik 316 | 16.0 | 193 | 1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo |
| Paslanmaz Çelik 321 | 17.0 | 193 | 1.4541, Ti-stabilize edilmiş |
| Dubleks 2205 | 13.0 | 200 | 1.4462 |
| Alüminyum 6061 | 23.6 | 69 | T6 sertlik derecesi |
| Bakır | 17.0 | 117 | Saf, tavlanmış |
| Pirinç (CuZn30) | 20.0 | 110 | Kartuş pirinci |
| Bronz (CuSn8) | 18.0 | 110 | Fosfor bronzu |
| Titanyum Gr.2 | 8.6 | 103 | Ticari olarak saf |
| Nikel 200 | 13.3 | 207 | Saf nikel |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 | Ni-Cr-Mo |
| Inconel 718 | 13.0 | 211 | Ni-Cr-Fe |
| Gri dökme demir | 10.5 | 110 | GG25 |
| Sünek dökme demir | 11.0 | 170 | GGG40 |
| Beton | 12.0 | 30 | Karışıma göre değişir. |
| Cam (soda-kireç) | 9.0 | 72 | Pencere camı |
| PTFE (Teflon) | 120.0 | 0.5 | Çok yüksek CTE |
| HDPE | 150.0 | 1.0 | Polietilen |
| PVC | 80.0 | 3.0 | Sert PVC |
| Invar 36 | 1.2 | 145 | Ultra düşük CTE alaşımı |
💡 Not: CTE değerleri 20–100°C için ortalama değerlerdir. Yüksek sıcaklık veya kriyojenik uygulamalar için malzeme standartlarından elde edilen özel verileri kullanın.
