Гост р 54253-2010 материалы углеродные. метод определения температурного коэффициента линейного расширения

Коэффициент линейного теплового расширения для некоторых распространенных материалов, таких как: алюминий, медь, стекло, железо и многое другое.

• T(oC) = 5/9
• 1 дюйм = 25.4 мм
• 1 фут = 0.3048 м

Особенности стекловолокна, как материала для армирования

Материал для армирования применяют сравнительно недавно. У стекляннной фибры самый низкий уровень расширения, равен 0.009 мм / мК.

Материал отличается прочностью во время нагрузок. Показатель в отличие от стали достигает значения до трех раз больше. Трубы со слоем из стекловолокна имеют достаточную прочность, эластичность, что снижает уровень теплового изменения.

Внимание! Стекловолокно добавляет полипропилену хорошие свойства, но сам материал имеет минус: хрупкость. Учитывая данный недостаток стекловолокно стали укладывать между полипропиленом, материалы соединяют на уровне молекул

Учитывая данный недостаток стекловолокно стали укладывать между полипропиленом, материалы соединяют на уровне молекул.

Важно! Данный тип армирования обеспечивает стабильный показатель коэффициента изменения. Утверждение: на значение коэффициента трубы влияет количество фибровых частиц, не является верным

На коэффициент влияет объем прослойки, содержащая стекловолокно. У различных марок обозначение коэффициента достигает до 10-ти процентов.

Выполняя разные расчеты для сборки систем из этих изделий, определяя количество компенсаторов, советуют учитывать среднее значение расширения, равное 0.05 мм / мК.

Температурный коэффициент линейного расширения

Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.

Вас также может заинтересовать:

Коэффициент объемного расширения

ТКЛР материалов, используемых в электронике

temperatures.ru

Коэффициент линейного теплового (температурного) расширения для некоторых распространенных материалов, таких как: алюминий, медь, стекло, железо и многое другое. Вариант для печати.

• T(oC) = 5/9
• 1 дюйм = 25.4 мм
• 1 фут = 0.3048 м

Расширение тел от нагревания

С давних времен человек научился пользоваться огнем: готовил пищу, отапливал помещения, расплавлял руду для получения металла.

Много позднее человек научился использовать теплоту для работы машин.

Нагревание придает телам некоторые новые свойства. Тела могут расширяться или сжиматься не только от растягивания и сдавливания, но также от нагревания или охлаждения. Наименьшее расширение замечается в телах твердых, наибольшее — в газах. Найдено, что при нагревании на 1° С каждый метр железа удлиняется на 0,012 мм, алюминия — на 0,024 мм. При нагревании на 1° С объем газа увеличивается на 1/273 объема, который газ имеет при 0°.

Как ни малы эти величины, однако они всегда учитываются в технике. Так, например, большие железнодорожные мосты закрепляют только с одного конца, а другой конец укладывают на катки. Посмотрите хотя бы на железнодорожные рельсы: всегда на месте соединения двух кусков оставляют промежуток.

Если рельсы поставить вплотную, то летом, в сильную жару, они удлинятся и могут лопнуть.

Благодаря одинаковому расширению железа и бетона стало возможным применять железобетонные постройки.

Устройство термометра также основано на тепловом расширении ртути или спирта.

Сделайте простую модель, наглядно показывающую влияние нагревания на металлы. Между двумя брусочками, жестко укрепленными на дощечке, натяните параллельно, на расстоянии 3 мм друг от друга, 2 медные или железные проволочки сечением в 0,2—0,3 мм (рис. 58). Из тонкой жести вырежьте стрелку длиною в 110—120 мм, которую устанавливайте горизонтально так, как показано на рисунке 58. Стоит только поднести спичку к проволочкам и прогреть их, как стрелка придет в движение, а при остывании вернется в первоначальное положение.

Сделайте из брусочков 2 стоечки на подставках. На верх стоек прибейте или приверните две металлические пластинки, края которых, обращенные друг к Другу, должны быть взаимно параллельны. Между пластинками надо сделать деревянную рейку. Расстояние между краями металлических пластинок должно быть таким, чтобы пятикопеечная монета туго, но проходила между ними (рис. 59).

Нагрейте монету и снова попробуйте ее пропустить между пластинками. У вас ничего не получится до тех пор, пока монета не остынет и не примет прежние размеры.

Еще проще можно проделать опыт при помощи двух гвоздей (рис. 59), забитых в дощечку. Расстояние между гвоздями должно равняться диаметру неразогретого пятачка.

Подробности

Виды армирования при помощи алюминия:

1.наносят слой при помощи алюминиевого листа сверху трубы.

2.алюминиевый лист наносят внутри трубы.

3.проводят армирование при помощи перфорированного алюминия.

Все методы представляют собой склеивание трубопроката из полипропилена и алюминиевой фольги. Данный способ малоэффективен, так как труба может расслаиваться, изменяя качество изделий в худшую сторону.

Процесс армирования при помощи стекловолокна является более функциональным и прочным. Данный метод предполагает, что внутри и снаружи трубы остается полипропилен, а между ними укладывают стекловолокно. Армирующая труба имеет три слоя. Такие трубы не подвержены тепловому изменению.

Сравнение показателя расширения до и после армирующей процедуры:

1.простые трубы имеют коэффициент в 0.1500 мм / мК, по-другому десять миллиметров на метр погонный, при изменении температуры на семьдесят градусов.

2.армированные трубопрокаты при помощи алюминия меняют значение до 0.03 мм/ мК, по-другому равно трем миллиметрам на погонный метр.

3.во время армирования стекловолокном показатель снижается до 0.035 мм / мК.

Полипропиленовые трубопрокаты с армированным слоем из стекловолокна применят в различных сферах.

Особенности армирования труб из полипропилена. Армирующим материалом является цельная либо перфорированная фольга, которая имеет толщину 0.01 до 0.005 сантиметров. Материал прокладывают на стенке снаружи либо внутри изделия. Слои соединяют при помощи клея.

Фольга ложится сплошной прослойкой, которая становится защитой от кислорода. Большой объем кислорода образует коррозию на отопительных приборах.

Армирующий слой из стекловолокна образует три слоя, средний из них является стекловолокном. Его сваривают с полипропиленовыми соседними прослойками.

Так образуется максимально прочное изделие, наделенное малым показателем линейного расширения.

Внимание! Стекловолокно, как армирующий материал, имеет больше преимуществ, он монолитен и не расслаивается, в отличие от алюминиевого армирования. Все изделия из полипропилена: армированные и неармированные, отличаются гибкостью, так как имеют большой показатель упругости

Все изделия из полипропилена: армированные и неармированные, отличаются гибкостью, так как имеют большой показатель упругости.

Свойство делает сборку трубопроводов простым процессом, снижает затраты на время монтажа, потому что перед укладкой не требуется зачистка армирующего слоя из алюминия.

Температурный коэффициент линейного расширения

Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.

Вас также может заинтересовать:

Коэффициент объемного расширения

ТКЛР материалов, используемых в электронике

temperatures.ru

Коэффициент — линейное расширение — алюминий

Коэффициент линейного расширения алюминия в 2 раза больше, чем железа, что вызывает значительные деформации свариваемых конструкций.
 

Действие термосигнала основано на разности коэффициентов линейного расширения алюминия и стали.
 

Принцип его работы основан на разности коэффициентов линейного расширения алюминия и стали. Удлинение алюминиевого корпуса примерно в два раза больше удлинения стальных деталей. При повышении температуры сверх допустимой стальные пластинки выпрямляются и контакты замыкаются через контактную шайбу, включая сигнализационную цепь.
 

С повышением температуры характер влияния легирующих элементов на коэффициент линейного расширения алюминия при условии отсутствия фазовых превращений сохраняется.
 

Для алюминиевых поршней зазоры значительно увеличивают, так как коэффициент линейного расширения алюминия почти в 2 5 раза больше, чем у стали.
 

Часто при повышенных температурах возникают трудности, обусловленные различием коэффициентов линейного расширения алюминия и металлопокрытия. Казалось бы, что вследствие сходства кристаллической решетки хрома и алюминия хромовые покрытия должны хорошо держаться при нанесении их непосредственно на алюминий. Однако различное тепловое расширение этих двух металлов приводит к тому, что уже при нагревании до 200 С происходит растрескивание и отслаивание хромового покрытия. У цинковых, медных и никелевых покрытий, по величине коэффициента расширения занимающих промежуточное положение между хромом и алюминием, эти недостатки не проявляются в такой степени.
 

На рис. 213 представлены зависимости влияния различных легирующих присадок на коэффициент линейного расширения алюминия в интервале температур 20 — 100 С. Как следует из рис. 213, бериллий, железо, никель, хром и кремний в значительной степени понижают к. Наиболее сильное влияние из указанных элементов оказывает железо.
 

Для деталей, работающих при повышенных температурах, следует учитывать возможность растрескивания покрытия вследствие большой разницы коэффициентов линейного расширения алюминия и хрома.
 

Термический коэффициент линейного расширения армированных ПА в 2 — 3 раза меньше, чем у ненаполненных, и равен коэффициенту линейного расширения алюминия.
 

Благодаря сниженной усадке, жесткости материала и низкому коэффициенту линейного расширения ( 3.1 СГ С, который приближается к коэффициенту линейного расширения алюминия) хорошо оформляются тонкостенные детали сложной конфигурации с большим количеством металлической арматуры.
 

Алюминий почти вдвое менее теплопроводен, чем медь, но все же его теплопроводность очень велика по сравнению со сталью и ее величину необходимо учитывать при сварке и пайке. Коэффициент линейного расширения алюминия очень велик ( 25 — 10 — 6), вследствие чего пайка алюминия с другими металлами возможна только в некоторых конструктивных формах.
 

Как известно, модуль упругости алюминия втрое меньше Модуля упругости стали, величины же деформаций соответственно больше. Следует учитывать также, что коэффициент линейного расширения алюминия вдвое больше, а удельный вес примерно втрое меньше, чем стали.
 

В этом случае можно использовать близость коэффициентов линейного расширения алюминия и эпоксидного компаунда и отказаться от буферных прослоек — полностью или частично.
 

Теплоемкость бетона Коэффициент расширения бетона

При строительстве домов с использованием бетона, всегда производятся расчеты, так вот для этого обязательно нужно знать удельную теплоемкость бетона. Удельная теплоемкость или просто теплоемкость бетона, очень важна и без нее не обойтись, в строительстве, когда например рассчитывается теплопроводность конструкции, для того что определить расходы на ускорение твердения строения из бетона.

Теплоемкость бетона — это количество тепла, которое нужно передать бетону, для того что бы его температура изменилась, на одну единицу.

Связанные статьи: Преимущества пенобетона

Коэффициент расширения бетона

Меняющийся размер бетона, из за влияния температуры, обозначается коэффициентом расширения бетона. Размер этого коэффициента расширения бетона равен 0.00001 (ºС)-1, а это означает, что если температура изменится на 80 ºС, то расширение будет около 0.8 мм/м. Получается, что для любой бетонной постройки требуются температурные швы.

Температурно усадочные швы

Температурно усадочные швы, в России должны быть начиная от 1.1 мм на 1м, делая вывод из расчета 0.3 мм — это усадка + 0.8 — температурный коэффициент. В строительных нормах и правилах (СНИП), размеры больше, так же стоит учитывать и то, что изменения температур порядка 80 ºС и больше, вызывают трещины в бетоне, который имеет жесткий наполнитель внутри, потому что существует разница коэффициентов расширения раствора и внутреннего наполнителя.

Связанные статьи:

• Дома из пенобетонных блоков
• Сколько цемента в кубе бетона

Теплоемкости бетонов

Теплопроводность монолитных бетонов при условии что он воздушно-сухой составляет порядка 1.35 Bт/(m*ºC) = 1.5 ккал/(ч*м*ºС). Высокие характеристики теплопроводности такого тяжелого бетона, заставляют обязательно использовать утепление наружных стен из монолитного бетона.

Теплопроводность пористого бетона и его разновидностей — составляет порядка 0.35 — 0.75 Bт/(m*ºC)= 0.3-0.6 ккал/(ч*m*ºC), учитывайте, что прочность таких бетонов значительно ниже.

Удельная теплоемкость тяжелых и пористых бетонов (сухих) — около 1кДж/(кг*ºС) = 0.2 ккал/(кг*ºC)

Объемная теплоемкость тяжелых бетонов — около 2.5 кДж/(м3*К), пористых же зависит и изменятся от их плотности.

Смотрите так же: Керамзитобетон состав и пропорции

Удельная теплоемкость бетонной смеси (жидкой)- около 1.5 кДж/(кг*ºC) = 0.3 kkal/(kg*ºC), не забывайте, что такая смесь легче, чем тяжелый бетон и тяжелее чем пористый.

1. Значит, теплоемкость бетона чаще всего от 0.17 и до 0.22 ккал/кг. Как и теплоемкость у многих каменных материалов.
2. Становится понятно, почему дерево теплое, а бетон холодный, все из за низкой теплоемкости бетона. Теплопроводность дерева 0.6-0.7, что почти в 3 раза больше.
3. Коэффициент расширения бетона — показывает изменение бетона. Для бетона он равняется 10*10^-6. Почти как и у коэффициента расширения стали (в зависимости от марки они так же изменяются), в связи с чем железобетонные конструкции очень распространены.

betonobeton.ru

Авиация

На современном этапе развития дозвуковой и сверхзвуковой авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении.

В авиации США широко применяются сплавы серии 2ххх, Зххх, 5ххх, 6ххх и 7ххх. Серия 2ххх рекомендована для работы при высоких рабочих температурах и с повышенными значениями коэффициента вязкости разрушения. Сплавы серии 7ххх — для работы при более низких температурах значительно нагруженных деталей и для деталей с высокой сопротивляемостью к коррозии под напряжением. Для малонагруженных узлов применяются сплавы серии Зххх, 5ххх и 6xxx. Они же используются в гидро-, масло-и топливных системах.

В России при изготовлении авиационной техники успешно используются упрочняемые термической обработкой высокопрочные алюминиевые сплавы Al-Zn-Mg-Cu и сплавы средней и повышенной прочности Al-Mg-Cu. Они являются конструкционным материалом для обшивки и внутреннего сплавного набора элементов планера самолета (фюзеляж, крыло, киль и др.). Сплав 1420, принадлежащий системе Al-Zn-Mg, используют при конструировании сварного фюзеляжа пассажирского самолета. При изготовлении гидросамолетов предусмотрено применение свариваемых коррозионностойких магнолиевых сплавов (AМг5, АМг6) и сплавов Al-Zn-Mg (1915, В92, 1420).

Рисунок 1 – Гражданский самолет

Бесспорное преимущество имеется у свариваемых алюминиевых сплавов при создании объектов космической техники. Высокие значения удельной прочности, удельной жесткости материала позволили обеспечить изготовление баков, межбаковых и носовых частей ракеты с высокой про-дольной устойчивостью. К достоинствам алюминиевых сплавов (2219 и др.) следует отнести их работоспособность при криогенных температурах в контакте с жидким кислородом, водородом и гелием. У этих сплавов происходит так называемое криогенное упрочнение, т.е. прочность и пластичность параллельно растут с понижением температуры.

Сплав 1460 принадлежит системе Al-Cu-Li и является более перспективным для проектирования и изготовления баковых конструкций применительно к криогенному типу топлива – сжатому кислороду, водороду или природному газу.

1.7. Температурные деформации в статически неопределимых конструкциях

Статически неопределимыми конструкциями называются конструкции, у которых число реакций превышает число уравнений статического равновесия

В отличие от статически определимых конструкций при расчете таких конструкций принимаются во внимание прогибы

В статически неопределимой конструкции температурные напряжения могут возникать или не возникать в зависимости от особенностей конструкции и особенностей температурных изменений. Чтобы проиллюстрировать некоторые из таких возможностей, рассмотрим статически неопределимую ферму, показанную на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 — Статически неопределимая ферма под воздействием изменений температуры

Опоры этой конструкции позволяют узлу D двигаться горизонтально. Поэтому, когда вся ферма однородно нагревается, в ней не возникает температурных напряжений. Все элементы увеличиваются в длине пропорционально своим первоначальным длинам, а вся ферма в целом становится немного больше в размерах.

Однако, если некоторые из стержней нагреваются, а другие – нет, то возникают температурные напряжения, так как статически неопределимое расположение стержней препятствует их свободному расширению.

Отрицательный коэффициент теплового расширения

Основная статья: Negative thermal expansion

Некоторые материалы при повышении температуры демонстрируют не расширение, а наоборот, сжатие, т. е. имеют отрицательный коэффициент теплового расширения. Для некоторых веществ это проявляется на довольно узком температурном интервале, как, например, у воды на интервале температур 0…+3,984 °С, для других веществ и материалов, например фторид скандия(III), вольфрамат циркония (ZrW₂O₈), некоторых углепластиков интервал весьма широк. Подобное поведение демонстрирует также обычная резина. При сверхнизких температурах аналогичным образом ведут себя кварц, кремний и ряд других материалов. Также существуют (ферро-никелевые), имеющие в некотором диапазоне температур коэффициент теплового расширения, близкий к нулю.