Comment calculer la dilatation thermique d'un cylindre

Presque tous les matériaux subissent une légère déformation en réponse aux changements de température. Ils élargissent lorsqu'il est chauffé et contrat lorsque refroidi. Ceci est un facteur important à considérer pour les pièces de machines ou de composants structurels qui existent dans des environnements avec des températures fluctuantes. Si une partie se développe, il peut créer des tensions sur d'autres parties structurelles et éventuellement provoquer une panne. La déformation d'un objet exact dépend de sa géométrie et sa constante de dilatation thermique.


Sommaire

Mesures

  1. Consulter la constante de la matière de la dilatation thermique. La constante de dilatation thermique est une grandeur qui indique le pourcentage de variation de longueur d'un matériau pour chaque degré de changement de température. Par exemple, un pouce d'aluminium deviendra 0.0000131 pouces de plus quand il est chauffé par 1 degré Fahrenheit.

  2. Déterminer l'oscillation de la température à laquelle le cylindre est soumis. On peut supposer que la partie a été conçu à une température de base, tels que tempérée de la chambre, à laquelle il ne subit aucune contrainte thermique. Trouver la différence entre la température de base et un maximum ou la température minimum à laquelle le cylindre est exposée.

  3. Calculer la souche. La souche est une quantité sans dimension égale à la variation de la longueur sur la longueur d'origine. On peut calculer la souche en multipliant la constante de dilatation thermique par le changement de température.

  4. Obtenir la hauteur et le diamètre du cylindre. Vous pouvez mesurer ces quantités ou de les obtenir à partir de spécifications préenregistrés.

  5. Multipliez la souche soit par le diamètre ou la hauteur du cylindre pour trouver la variation de longueur dans les deux sens. Si le cylindre se trouve dans une poche ou un manchon et vous avez besoin de connaître son changement de circonférence, multiplier le changement de diamètre par le nombre pi (3.14).

Conseils & Avertissements

  • Le volume d'un cylindre égale pi fois le carré de son rayon fois sa hauteur. Pour trouver le changement de volume due à la dilatation thermique, calculer les dimensions avant et après l'expansion, et d'appliquer la formule pour le volume à chaque cas. Rappelez-vous que le rayon est la moitié de diamètre.
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