Cómo calcular la expansión térmica de un cilindro

Cómo calcular la expansión térmica de un cilindro

casi todos los materiales experimentan una ligera deformación en respuesta a los cambios de temperatura. se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. este es un factor importante a considerar para las piezas de la máquina o los componentes estructurales que existen en entornos con temperaturas fluctuantes. si una parte se expande, puede crear tensiones en otras partes estructurales y posiblemente causar fallas. La deformación exacta de cualquier objeto depende de su geometría y su constante de expansión térmica.

pasos

    Busca la constante de expansión térmica del material. La constante de expansión térmica es una cantidad que indica el cambio porcentual en la longitud de un material para cada grado de cambio de temperatura. por ejemplo, una pulgada de aluminio será 0.0000131 pulgadas más larga cuando se calienta a 1 grado Fahrenheit.

    Determinar el columpio de temperatura al que se somete el cilindro. presumiblemente, la parte se diseñó a una temperatura base, como la temperatura ambiente, en la que no experimenta estrés térmico. encuentre la diferencia entre la temperatura base y la temperatura máxima o mínima a la que está expuesto el cilindro.

    calcular la tensión. la deformación es una cantidad adimensional igual al cambio de longitud sobre la longitud original. puede calcular la tensión multiplicando la constante térmica de expansión por el cambio de temperatura.

    Obtener la altura y el diámetro del cilindro. Puede medir estas cantidades u obtenerlas de especificaciones pregrabadas.

    multiplique la tensión por el diámetro o la altura del cilindro para encontrar el cambio de longitud en cualquier dirección. Si el cilindro se asienta en un bolsillo o una manga y necesita saber su cambio en la circunferencia, multiplique el cambio en el diámetro por el número pi (3.14).

    propina

    el volumen de un cilindro es igual a pi por el cuadrado de su radio por su altura. para encontrar el cambio en el volumen debido a la expansión térmica, calcule las dimensiones antes y después de la expansión, y aplique la fórmula de volumen a cada caso. Recuerda que el radio es la mitad del diámetro.



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