So berechnen Sie thermische Ausdehnung eines Zylinders
Fast alle Materialien erleben leichte Verformung als Reaktion auf Veränderungen in der Temperatur. Sie beim Erhitzen zu erweitern und Vertrag, wenn gekühlt. Dies ist ein wichtiger Faktor zu beachten für Maschinenteilen oder strukturelle Komponenten, die in Umgebungen mit schwankenden Temperaturen vorhanden sind. Wenn ein Teil erweitert wird, kann es Belastungen auf andere Strukturteile erstellen und möglicherweise zu Fehlern führen. Die genaue Verformung eines beliebigen Objekts hängt seine Geometrie und seine Konstante der thermischen Ausdehnung.
Schwierigkeit: moderat
Anweisungen
- Suchen Sie das Material-Konstante der thermischen Ausdehnung. Die thermische Ausdehnung-Konstante ist eine Menge, die die prozentualen Veränderung in der Länge eines Materials für jeden Grad der Temperaturänderung erzählt. Beispielsweise wird ein Zoll von Aluminium 0.0000131 cm länger sein, wenn es von 1 Grad Fahrenheit erhitzt wird.
- Ermitteln Sie die Temperatur-Schaukel, die der Zylinder ausgesetzt ist. Vermutlich wurde der Teil bei Basis, wie z. B. Zimmer gemäßigt, entwickelt, an dem es keine thermische Belastung erfährt. Die Abweichung zwischen der Basis und den maximalen oder minimalen Temperatur, die der Zylinder ausgesetzt ist.
- Berechnen Sie die Belastung. Der Stamm ist eine Menge ohne Dimensionen gleich die Änderung in der Länge über der ursprünglichen Länge. Sie können die Belastung durch Multiplikation der thermischen Konstante Expansion durch die Temperaturveränderung berechnen.
- Abrufen der Zylinder Höhe und Durchmesser. Sie können diese Mengen Messen oder von vorab aufgezeichnetem Spezifikationen erhalten.
- Multiplizieren Sie die Belastung durch den Durchmesser oder die Höhe des Zylinders, die Änderung in der Länge in beide Richtungen zu finden. Wenn der Zylinder in einer Tasche sitzt oder Hülle und Sie, die Änderung im Umfang wissen müssen, multiplizieren Sie die Änderung im Durchmesser mit die Zahl Pi (3.14).
Schritte
Tipps & Warnungen
Das Volumen eines Zylinders entspricht Pi mal das Quadrat dessen Radius seine Höhe Mal. Finden die Änderung in Band aufgrund thermischer Ausdehnung, berechnen die Dimensionen vor und nach der Erweiterung, und wenden Sie die Formel für Volume auf jeden Fall. Denken Sie daran, dass die Radius ist die Hälfte des Durchmessers.