热膨胀力计算
热膨胀系数
热膨胀量=温度差X热胀系数X长度=5.802X长度(mm)长度单位: m参考资料：GB/T20801.2-2006 表B.1(东北大学，辽宁沈阳 110006)2.2 材料的其它性能①机械强度如上所述，系统的器壁必须承受得住大气的压力。
因此它必须满足最低机械强度和刚度的要求，应考虑相应尺寸的结构所能承受的总压力(当然，容器结构形状也有较大的影响。
例如，圆柱形和球面形结构的强度就大于平面形结构的强度)。
②热学性能许多真空系统要承受温度的变化，如加热和冷却或二者兼备。
因而必须对所用材料的热学性能十分熟悉。
不仅要考虑到熔点，还要考虑到强度随温度的变化。
例如，铜的机械性能远在低于熔点温度之前就开始下降，因而不宜用铜制做真空容器的承压器壁。
另外，真空系统的材料除了受到温度缓慢变化的影响外，还会受到温度突变的影响。
因此，还要考虑材料的抗热冲击的特性。
③电磁性能许多真空系统中的部件必须具备能完成某项功能或工序所要求的电性能，同时这些性能又不能与真空系统的要求相矛盾。
例如，元件在真空室中工作，是靠辐射放热冷却的，因此元件的工作温度将会很高，使得元件的电性能可能受到影响，因此在选材及结构设计上要考虑工作部件的耐高温及冷却问题。
在许多真空系统中，往往要应用带电粒子束。
但这些带电粒子束往往容易受到某些不必要磁场的干扰。
因此在有电子束或离子束的系统中，必须认真考虑系统材料的磁性能，在某些情况下，即使很小的磁场也可能造成很严重的问题。
因此必须考虑用非磁性材料。
④其它性能光学性能(例观察窗)、硬度、抗腐蚀性、热导率和热膨胀等性能也常常起着十分重要的作用。
2.3 真空材料的选材原则2.3.1 对真空容器壳体及内部零件材料的要求①有足够的机械强度和刚度来保证壳体的承压能力。
②气密性好。
要保持一个完好的真空环境，器壁材料不应存在多孔结构、裂纹或形成渗漏的其它缺陷。
有较低的渗透速率和出气速率。
③在工作温度和烘烤温度下的饱和蒸气压要足够低(对超高真空系统来说尤其重要)。
管子热膨胀量计算公式与举例
管子热膨胀量计算公式与举例Pipes and Tubes - Temperature ExpansionPipes expands when heated and contracts when cooled. The expansion of the pipes can be expressed with the expansion formula管子有热胀冷缩的性质。
管子的热胀或冷缩量可以用公式表示The temperature expansion of pipes depends on the start and final temperature of the pipe and the expansion coefficient of the piping material at the actual temperature. The general expansion formula can be expressed as:管子随温度的膨胀或冷缩取决于起始温度和终了温度、实际温度下管子材质对应的膨胀系数。
其通用的膨胀公式也表达为：dl = α Lo dt (1)where 其中dl = expansion 膨胀量 (m, inch)Lo = length of pipe 管子原长(m, inch)dt = temperature difference 温度差(℃, F)α = linear expansion coefficient线膨胀系数(m/moK, inch/inch F)Mean expansion coefficient may vary with temperature as:平均膨胀系数会随温度的不同而不同Mean Expansion Coefficient - α - (10-6 inch/inch F)Material Temperature Range (oF)- 32 32 - 212 32 - 400 32 - 600 32 - 750 32 - 90032 -110032 -1300Alloy Steel(1% Cr. 1/2%Mo)7.7 8.0 8.4 8.8 9.2 9.6 9.8Mild Steel7.1 7.8 8.3 8.7 9.0 9.5 9.7(0.1 - 0.2% C)Stainless Steel10.8 11.1 11.5 11.8 12.1 12.4 12.6 12.8(18% Cr. 8% Ni)Formula (1) can also be used with SI units. The expansion coefficient must be adjusted to ℃.公式（1）也可以用SI单位表示，膨胀系数需要转化为℃。
一般材料的热膨胀系数
一般材料的热膨胀系数热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion，简称CTE）是一种衡量材料在温度变化下长度变化的物理性质，通常用于工程和材料科学中的热应力分析和设计。
热膨胀系数的定义是材料在单位温度变化下的长度变化与原始长度的比值。
它通常由单位温度变化对应的线性热膨胀的长度变化与起始长度的比值表示。
热膨胀系数可以是正值、负值或零值，这取决于材料的热性质。
正值表示材料在加热时会膨胀，负值表示在加热时会收缩，零值表示材料在温度变化时不发生体积变化。
不同材料的热膨胀系数存在很大差异。
以下是一些常见材料的热膨胀系数范围：1.金属材料：-铝：23.1×10^(-6)/°C-铜：16.5×10^(-6)/°C-钢铁：10.8-13.0×10^(-6)/°C-钠：71×10^(-6)/°C2.陶瓷材料：-石英：0.55×10^(-6)/°C-石墨：8.1×10^(-6)/°C-球墨铸铁：10.4×10^(-6)/°C-高纯度氧化铝陶瓷：7-10×10^(-6)/°C3.聚合物材料：-聚乙烯：100-200×10^(-6)/°C-聚丙烯：100-200×10^(-6)/°C-聚氯乙烯：70-190×10^(-6)/°C-聚四氟乙烯（PTFE）：120-200×10^(-6)/°C需要注意的是，材料的热膨胀系数不仅与材料的种类有关，还与温度的变化范围和使用条件有关。
热膨胀系数通常以线性近似表示，即在一定温度范围内认为热膨胀系数是恒定的。
在实际工程中，需要注意考虑温度变化对材料性能和结构稳定性的影响。
热膨胀系数的知识在工程设计和材料选择中非常重要。
常见材料热膨胀系数
常见材料热膨胀系数引言材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时，单位温度变化下材料长度、面积或体积的变化量。
热膨胀系数是一个重要的物理参数，对于工程设计、材料选择和热力学计算等方面都有重要的影响。
本文将介绍常见材料的热膨胀系数，包括金属材料、陶瓷材料、塑料材料和复合材料等。
我们将分别介绍这些材料的定义、热膨胀原理以及具体的热膨胀系数数值。
一、金属材料金属材料是一类常见的工程材料，具有良好的导热性和导电性。
金属材料的热膨胀系数一般较大，因此在温度变化较大的情况下，金属结构往往需要考虑热膨胀的影响。
常见金属材料的热膨胀系数如下：•铁（Fe）：12.0 × 10^-6 /℃•铝（Al）：23.1 × 10^-6 /℃•铜（Cu）：16.6 × 10^-6 /℃•镍（Ni）：13.3 × 10^-6 /℃•钛（Ti）：8.6 × 10^-6 /℃二、陶瓷材料陶瓷材料是一类具有高硬度、高耐磨性和耐高温性能的材料。
陶瓷材料的热膨胀系数一般较小，因此在高温条件下，陶瓷材料往往能够保持较好的尺寸稳定性。
常见陶瓷材料的热膨胀系数如下：•氧化铝（Al2O3）：8.0 × 10^-6 /℃•氮化硅（Si3N4）：3.2 × 10^-6 /℃•硼化硅（SiC）：4.0 × 10^-6 /℃•氧化锆（ZrO2）：9.0 × 10^-6 /℃•氧化锆陶瓷（ZTA）：10.0 × 10^-6 /℃三、塑料材料塑料材料是一类具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性和可塑性的材料。
塑料材料的热膨胀系数一般较大，因此在温度变化较大的情况下，塑料制品往往需要考虑热膨胀的影响。
常见塑料材料的热膨胀系数如下：•聚乙烯（PE）：100 × 10^-6 /℃•聚丙烯（PP）：90 × 10^-6 /℃•聚氯乙烯（PVC）：60 × 10^-6 /℃•聚苯乙烯（PS）：80 × 10^-6 /℃•聚四氟乙烯（PTFE）：125 × 10^-6 /℃四、复合材料复合材料是一类由两种或两种以上的材料组成的材料。
管道热膨胀计算解析
管道专业施工相关热力计算
第一部分管道热推力的计算
一、管道热伸长计算
管道的热伸长量的大小与管材的种类、管段的长度及温差数值有关。
ΔL=αLΔt=αL(t2-t1) 公式一
式中ΔL——管段的热伸长量（m）；
α——管材的线膨胀系数[m/(m•)]；在附表1中查询
L——管段长度（m）；
t1 ——安装时环境温度（℃）；
t2 ——管内介质最高温度（℃）；
二、管道的热应力计算
管道受热时所产生的热应力大小与管材的性质、管段长度及热伸长量有关。
δ=E(ΔL/L) 公式二
式中δ——管道受热产生的热应力（MPa）；
E——管道的弹性模量（MPa）；在附表2中查询
ΔL——管段的热伸长量（m）；（由公式一得出）
L——管段长度（m）；
当管道受热时的应力知道后，乘以管道截面积，就是整个截面积所产生的总的热推力，即：
P=106δF 公式三
式中P——管道的热推力（N）
F——管道截面积（㎡）
δ——管道热应力（MPa）
附表1：常用钢材的线膨胀系数(×10-6m/m·℃)
附表2：不同温度下不同材料的弹性模量
第二部分相关补偿器的计算
一、管道的自然补偿
1、L形直角弯自然补偿；L形自然补偿管段如图。
热膨胀系数的测量与计算
热膨胀系数的测量与计算热膨胀系数是物体在温度变化时线膨胀或者体膨胀的程度，在工程设计和材料研究中具有重要的意义。
本文将对热膨胀系数的测量与计算进行探讨。
测量热膨胀系数的方法主要有拉伸法、差热法和干涉法。
拉伸法是将待测物体固定住，在温度变化时通过测量其长度的变化来计算热膨胀系数。
这种方法适用于线膨胀系数的测量，但对于体膨胀系数的测量有一定的局限。
差热法是将待测物体与参比物体置于同一温度条件下，然后通过测量两者间的温度差来计算热膨胀系数。
这种方法适用于大部分材料的热膨胀系数测量，但需要考虑到温度梯度和传热问题。
干涉法是利用光的相位差来测量热膨胀系数，通过干涉仪或干涉条纹方法来实现。
这种方法精确度高，适用于各种材料的热膨胀系数测量，但设备复杂，操作要求高。
除了测量方法，计算热膨胀系数也是十分重要的。
根据热膨胀系数的定义，可得到其计算公式为ΔL/L0=α*ΔT，其中ΔL为温度变化引起的长度变化，L0为初始长度，α为热膨胀系数，ΔT为温度变化量。
对于材料的体膨胀系数，可通过加权平均法或基于理论模型的计算方法来求取。
加权平均法是根据不同晶向的膨胀系数以及晶体的晶向构造来计算体膨胀系数，这种方法适用于单晶材料。
基于理论模型的计算方法则是利用分子动力学模拟或经验公式来计算体膨胀系数，这种方法适用于非晶态材料。
在实际工程和研究中，热膨胀系数的测量和计算可以帮助我们预测材料在温度变化下的形变和变形情况。
例如，在航空航天领域，热膨胀系数的准确测量和计算有助于设计和制造航天器的构件，确保其在极端温度条件下的正常运行。
在建筑领域，根据材料的热膨胀系数，可以合理选择与搭配建筑材料，防止建筑物在温度变化下产生不均匀的应力和变形，从而影响结构的安全性和使用寿命。
此外，热膨胀系数还可以用于材料的热膨胀补偿和应力分析。
在电子设备制造中，为了保证电子元件的稳定性和可靠性，通常会采用热膨胀系数匹配的方法，将材料的热膨胀系数与其他部件相匹配，以减少因温度变化引起的应力和变形。
热力管道的热膨胀及其补偿
热力管道的热膨胀及其补偿摘要：热力管道输送的介质温度很高，投入运行后，将引起管道的热膨胀，使管壁内或某些焊缝上产生巨大的应力，如果此应力超过了管材或焊缝的强度极限，就会使管道造成破坏。
本文就热力管道的热膨胀、热应力、轴向推力的理论分析计算，针对各种补偿器的选用原则和安装要点进行了简述。
关键词：热力管道热膨胀热应力热补偿补偿器预拉伸1 管道的热膨胀及热应力计算1.1 管道的热膨胀计算管段的热膨胀量按下式计算：ΔL=ɑ.L.Δt=2.L.(t2-t1)式中：ΔL——管段的热膨胀量（mm）；ɑ——管材的线膨胀系数，即温度每升高1℃每米管子的膨胀量（mm/m.℃）；L——管段长度（m）；Δt——计算温差，即管道受热时所升高的温度，它等于管道输送介质的最高工作温度t2与管道安装时的环境温度t1之差（℃）。
对于一般碳钢管ɑ=12×10-4mm/m.℃，则ΔL=0.012.L.Δt。
在施工中，为了迅速估算碳钢管道的热膨胀量，可按每米管道在升温100℃时，其膨胀量为1.2mm计算。
1.2 管道的热应力计算管道受热时所产生的应力的大小可按下式计算：σ=E. ε= E. = ■ E. ■ =E.ɑ.Δt式中：σ——管道受热时所产生的应力（kg/cm2）；E——管材的弹性模量（kg/cm2）；ε——管道的相对变形量，它等于管道的热膨胀量ΔL（mm）与管道原长L（m）之比，即ε=■常用钢材的弹性模量E=2×10-6（kg/cm2），一般碳钢管的线膨胀系数ɑ=12×10-6（mm/m.℃），则热应力的计算公式可简化为σ=2×106×12×10-6×Δt=24.Δt（kg/cm2）。
利用此式，可以很容易地计算出钢管道热膨胀受到限制时产生的热应力。
由此可见，管道受热时所产生的应力的大小，与管子直径及管壁厚度无关。
它是由管子材料的弹性模量、线膨胀系数和管道受热时所升高的温度来决定的。
铝合金热膨胀计算公式
铝合金热膨胀计算公式以铝合金热膨胀计算公式为标题，我们来探讨一下铝合金的热膨胀性质及其计算方法。
铝合金是一种常用的材料，其具有较低的密度、良好的导热性和机械性能等优点，因此在许多领域得到广泛应用。
然而，材料在受热或受冷过程中会发生热膨胀或热收缩，这可能对工程设计和实际应用造成影响。
因此，我们需要了解材料的热膨胀性质，并能够准确计算其热膨胀系数。
热膨胀是指物体在温度变化时发生的体积变化现象。
铝合金的热膨胀系数是指在单位温度变化下，单位长度的材料长度变化的比例。
一般情况下，铝合金的热膨胀系数是一个常数，可以通过实验测量或查阅资料获得。
铝合金的热膨胀计算公式如下：ΔL = α * L0 * ΔT其中，ΔL表示长度变化量，α表示热膨胀系数，L0表示原始长度，ΔT表示温度变化量。
在使用该计算公式时，我们需要注意以下几点：1. 温度的单位应保持一致。
如果温度使用摄氏度，则计算结果也是以摄氏度为单位的长度变化量。
2. 热膨胀系数的单位与长度单位相互匹配。
如果长度以米为单位，则热膨胀系数应为每摄氏度的米数。
3. 原始长度应与温度变化量在同一温度下测量。
如果温度变化是从初始温度到最终温度，那么原始长度应在初始温度下测量。
以一个具体的例子来说明热膨胀计算的过程。
假设一根铝合金杆的原始长度为1米，热膨胀系数为0.0000225/℃，温度变化量为100℃。
我们可以使用上述公式计算出长度变化量。
ΔL = 0.0000225/℃ * 1米* 100℃ = 0.00225米 = 2.25毫米因此，当铝合金杆受热100℃时，其长度将增加2.25毫米。
需要注意的是，热膨胀计算公式只适用于温度变化较小的情况下。
如果温度变化较大，材料可能会发生相变或其他复杂的热力学行为，这就需要考虑更加复杂的计算方法。
铝合金的热膨胀计算公式是一个重要的工具，可以帮助我们预测和解决材料在温度变化下的行为。
合理应用热膨胀计算公式可以为工程设计和实际应用提供有价值的参考数据，确保材料的使用安全和性能稳定。