تھرمل ایکسپینشن (CTE) کا گتانک کیا ہے؟

CTE (α) درجہ حرارت کی تبدیلی کی فی ڈگری لمبائی میں جزوی تبدیلی ہے۔ یونٹس: µm/(m·°C) یا 10⁻⁶/°C۔ مثال: سٹیل α ≈ 12 µm/(m·°C) کا مطلب ہے کہ ایک 1m بار 12 µm فی 1°C بڑھتا ہے۔.

میں محدود رکن میں تھرمل تناؤ کا حساب کیسے لگا سکتا ہوں؟

جب توسیع مکمل طور پر روک دی جاتی ہے: σ = E × α × ΔT۔ اسٹیل کے لیے ΔT = 100°C: σ = 200,000 × 12e-6 × 100 = 240 MPa — تقریباً تناؤ پیدا کرتا ہے!

حجمی توسیع کیا ہے؟

آئسوٹروپک مواد کے لیے، والیومیٹرک CTE ≈ 3 × لکیری CTE۔ حجم کی تبدیلی: ΔV = V₀ × 3α × ΔT۔ ٹینکوں، پائپوں، اور بند سیال نظاموں کے لیے اہم۔.

میں پائپنگ کے لیے توسیعی لوپ کا سائز کیسے بنا سکتا ہوں؟

لوپ کی لمبائی L = √(3 × D × Δ / Sₐ × E)، جہاں D = پائپ OD، Δ = توسیع، Sₐ = قابل قبول تناؤ۔ انگوٹھے کا اصول: اسٹیل پائپ کے لیے L ≈ 6.2 × √(D × Δ)۔.

کیا CTE درجہ حرارت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے؟

جی ہاں CTE عام طور پر درجہ حرارت کے ساتھ تھوڑا سا بڑھتا ہے۔ دی گئی قدریں ایک رینج (عام طور پر 20–100°C) سے زیادہ اوسط قدریں ہیں۔ کرائیوجینک یا ہائی temp کام کے لیے، اصل درجہ حرارت کی حد کے لیے مخصوص ڈیٹا استعمال کریں۔.

مفت انجینئرنگ ٹول

تھرمل ایکسپینشن کیلکولیٹر

20+ مواد کے لیے لکیری اور والیومیٹرک تھرمل توسیع کا حساب لگائیں۔ اینکرز کے درمیان پائپ کی توسیع، لوپ کی توسیع، اور تھرمل تناؤ جب محدود ہو (σ = E·α·ΔT)۔.

لکیری اور والیومیٹرک20+ موادتھرمل تناؤپائپ کی توسیع

مواد

سی ٹی ای الفا (×10⁻⁶ /°C)

اصل لمبائی (ملی میٹر)

درجہ حرارت کی تبدیلی ΔT (ڈگری سینٹی گریڈ)

اصل حجم (cm³ — اختیاری، والیومیٹرک کے لیے)

لچکدار ماڈیولس E (GPa — تناؤ کے حساب کے لیے)

فوری پیش سیٹ

توسیع کے نتائج

لکیری توسیع ΔL

ملی میٹر میں توسیع

µm میں توسیع

میلوں میں توسیع

نئی لمبائی

تناؤ ε

تھرمل تناؤ (اگر مجبور ہو)

تھرمل فورس (فی سینٹی میٹر رقبہ)

حجمی توسیع ΔV

توسیعی لوپ (اسٹیل پائپ، انگوٹھے کا اصول)

لکیری توسیع

جہاں α 1/°C میں تھرمل ایکسپینشن (CTE) کا گتانک ہے، L₀ اصل لمبائی ہے، اور ΔT درجہ حرارت کی تبدیلی ہے۔.

والیومیٹرک توسیع

آئسوٹروپک مواد کے لیے، والیومیٹرک CTE تقریباً 3× لکیری CTE ہے۔.

تھرمل تناؤ (مجبور رکن)

جب توسیع کو مکمل طور پر روک دیا جاتا ہے (مثال کے طور پر، دو سخت اینکرز کے درمیان پائپ)، نتیجے میں کشیدگی بہت زیادہ ہوسکتی ہے. یہ گرم کرنے کے لیے دبانے والا اور ٹھنڈا کرنے کے لیے ٹینسائل ہے۔.

توسیعی لوپ کا سائز (انگوٹھے کا اصول)

جہاں D پائپ کا بیرونی قطر (ملی میٹر) ہے اور Δ توسیع (ملی میٹر) ہے۔ یہ سٹیل پائپ کے لیے لوپ کی مطلوبہ لمبائی دیتا ہے۔ دیگر مواد کے لیے، √(E_steel/E_material) کے حساب سے ایڈجسٹ کریں۔.

عملی مثال

مثال — 6m کاربن اسٹیل پائپ، ΔT = 80°C

دیا گیا: L₀ = 6000 ملی میٹر، α = 12 × 10⁻⁶ /°C، ΔT = 80°C، E = 200 GPa

ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5.76 ملی میٹر

حرارتی دباؤ اگر محدود ہو: σ = 200,000 × 12e-6 × 80 = 192 ایم پی اے

توسیعی لوپ (DN100/OD 114 ملی میٹر): L ≈ 6.2 × √(114 × 5.76) ≈ 159 ملی میٹر ≈ 160 ملی میٹر

میٹریل CTE ڈیٹا بیس

مواد	الفا (×10⁻⁶ /°C)	ای (گیگا پاسکل)	نوٹس
کاربن سٹیل	12.0	200	ایس اے-516، پی265جی ایچ
کم کھوٹ والا سٹیل	12.5	200	16Mo3، SA-387
Cr-Mo سٹیل (2.25Cr)	12.0	205	ایس اے-۳۳۵ پی۲۲
سٹینلیس 304	17.3	193	1.4301، 18کروم-8نِیک
سٹینلیس 316	16.0	193	1.4401، 16کرومیئم-10نیکل-2مولیبدین
سٹینلیس 321	17.0	193	1.4541، Ti-مستحکم
ڈوپلیکس 2205	13.0	200	1.4462
ایلومینیم 6061	23.6	69	T6 مزاج
تانبا	17.0	117	خالص، annealed
پیتل (CuZn30)	20.0	110	کارتوس پیتل
کانسی (CuSn8)	18.0	110	فاسفر کانسی
ٹائٹینیم Gr.2	8.6	103	تجارتی لحاظ سے خالص
نکل 200	13.3	207	خالص نکل
انکونل 625	12.8	207	نیکل-کرومیم-مولیبڈینم
انکونل 718	13.0	211	نی-کروم-آئرن
گرے کاسٹ آئرن	10.5	110	جی جی 25
ڈکٹائل کاسٹ آئرن	11.0	170	جی جی جی 40
کنکریٹ	12.0	30	مکس کے ساتھ مختلف ہوتی ہے۔
گلاس (سوڈا-چونا)	9.0	72	کھڑکی کا شیشہ
پی ٹی ایف ای (ٹیفلون)	120.0	0.5	بہت زیادہ CTE
ایچ ڈی پی ای	150.0	1.0	پولی تھیلین
پیویسی	80.0	3.0	سخت پیویسی
انور 36	1.2	145	انتہائی کم CTE مصر دات

💡 نوٹ: CTE قدریں 20–100°C کی اوسط قدریں ہیں۔ اعلی درجہ حرارت یا کرائیوجینک ایپلی کیشنز کے لیے، مادی معیارات سے مخصوص ڈیٹا استعمال کریں۔.