В разделе сайта [ Онлайн Инжиниринг ] есть возможность самостоятельно произвести расчёт для строительной или монтажной сферы с помощью специальной программы. Наш сервис будет полезен при профессиональном вычислении гидравлических, тепловых, динамических, геометрических и эксплуатационных данных инженерного сооружения или инженерной системы. Также может пригодиться при подборе газового, электрического, насосного, компрессорного, воздушного оборудования для конструирования водоснабжения, водоотведения, отопления, воздуховода, вентиляции и автоматизации.
Онлайн-калькулятор оснащён всеми функциями для выполнения профессиональной расчётной задачи [ нахождение температурного расширения трубопровода ].
Расчёт линейного и диаметрального расширения трубопровода по формуле
Профессиональный расчёт деформирования трубопровода при изменении температуры необходим для безопасной эксплуатации системы. Данный метод позволяет определить как и где произойдёт линейное расширение или диаметральное увеличение на участке трубы, смонтировать компенсатор или опоры и предотвратить разрушение коммуникаций при нагреве. Возникновение большого температурного напряжения может привести к образованию трещин, разрушению сварного шва, разрыву трубы. Профессиональный расчёт тепловой деформации будет полезен при монтаже и строительстве трубопроводной системы с горячим теплоносителем или паром.
Формула линейного расширения трубы при изменении температуры
Продольное удлинение трубопровода ( Δt ) рассчитывают с помощью умножения между собой коэффициента линейного расширения материала ( α ), длины участка трубопровода между фиксированными опорами ( L ) и разности температуры ( Δt ). Значение ( Δt ) находится при помощи вычитания стартовой температуры ( T₂ ) при которой производился монтаж системы от рабочей температуры трубопровода ( T₁ ) при которой будет осуществляться эксплуатация и рассчитывается по формуле Δt = T₁ – T₂.
\Delta L = \alpha × L × \Delta t
ΔL – продольное удлинение [ м ]
- α – коэффициент линейного теплового расширения материала [ 1/°C ]
- L – длина участка материала [ м ]
- Δt – разность температуры [ °C ]
Пример: α = 16 × 10⁻⁶ 1/°C. L = 50 м. T₁ = 140 °C. T₂ = 22 °C. Δt = 118 °C.
\Delta L = ( 16 × 10⁻⁶ ) × 50 × 118 = 0,0944
ΔL = 0,0944 м. ΔL = 94,4 мм.
Деформационный расчёт по формуле показал, что линейное расширение трубопровода при рабочей температуре 140 °C будет равен 94,4 мм.
Формула диаметрального расширения трубы при изменении температуры
Диаметральное увеличение трубопровода ( ΔD ) рассчитывают с помощью умножения между собой коэффициента линейного расширения материала ( α ), наружного диаметра трубопровода ( D ) и разности температуры ( Δt ). Значение ( Δt ) находится при помощи вычитания стартовой температуры ( T₂ ) при которой производился монтаж системы от рабочей температуры трубопровода ( T₁ ) при которой будет осуществляться эксплуатация и рассчитывается по формуле Δt = T₁ – T₂.
\Delta D = \alpha × D × \Delta t
ΔD – диаметральное увеличение [ м ]
- α – коэффициент линейного теплового расширения материала [ 1/°C ]
- D – наружный диаметр участка материала [ м ]
- Δt – разность температуры [ °C ]
Пример: α = 16 × 10⁻⁶ 1/°C. D = 42 мм ( 0,042 м ). T₁ = 140 °C. T₂ = 22 °C. Δt = 118 °C.
\Delta D = ( 16 × 10⁻⁶ ) × 0,042 × 118 = 0,0793
ΔD = 0,0793 мм. ΔD = 0,0000793 м.
Деформационный расчёт по формуле показал, что диаметральное увеличение трубопровода при рабочей температуре 140 °C будет равен 0,0793 мм.
Характеристика теплового деформирования конструкционного трубопровода
Обращаем внимание! Тепловое расширение трубопроводной системы определяет последовательную деформацию конструкции при воздействии температуры. Чем выше температура эксплуатации, тем больше будет происходить деформация конструкционного материала. Данные в таблице применимы для использования в бытовой и профессиональной деятельности.
Наименование материала:
- Конструкционный трубопровод
Материал – полиэтилен
| Марка полиэтилена | α = 20-50 [ °С ] | α = 50-100 [ °С ] |
|---|---|---|
| [ PE-80 ] | 0,000200 [ 1/°С ] | 0,000205 [ 1/°С ] |
| [ PE-100 ] | 0,000200 [ 1/°С ] | 0,000205 [ 1/°С ] |
Материал – полипропилен
| Марка полипропилена | α = 20-50 [ °С ] | α = 50-100 [ °С ] | α = 100-150 [ °С ] |
|---|---|---|---|
| PP-R | 0,000120 [ 1/°С ] | 0,000125 [ 1/°С ] | 0,000130 [ 1/°С ] |
| PP-R/GF/PP-R | 0,000080 [ 1/°С ] | 0,000085 [ 1/°С ] | 0,000090 [ 1/°С ] |
| PP-R/AL/PP-R | 0,000070 [ 1/°С ] | 0,000075 [ 1/°С ] | 0,000080 [ 1/°С ] |
| PP-R/AL | 0,000060 [ 1/°С ] | 0,000065 [ 1/°С ] | 0,000070 [ 1/°С ] |
Материал – полибутен
| Марка полибутена | α = 20-50 [ °С ] | α = 50-100 [ °С ] | α = 100-150 [ °С ] |
|---|---|---|---|
| PB | 0,000150 [ 1/°С ] | 0,000155 [ 1/°С ] | 0,000160 [ 1/°С ] |
Материал – сшитый полиэтилен
| Марка сшитого полиэтилена | α = 20-50 [ °С ] | α = 50-100 [ °С ] |
|---|---|---|
| PE-Xa | 0,000180 [ 1/°С ] | 0,000185 [ 1/°С ] |
| PE-Xa/AL/PE-Xa | 0,000150 [ 1/°С ] | 0,000155 [ 1/°С ] |
| PE-Xb | 0,000180 [ 1/°С ] | 0,000185 [ 1/°С ] |
| PE-Xb/AL/PE-Xb | 0,000150 [ 1/°С ] | 0,000155 [ 1/°С ] |
| PE-Xc | 0,000180 [ 1/°С ] | 0,000185 [ 1/°С ] |
| PE-Xd | 0,000180 [ 1/°С ] | 0,000185 [ 1/°С ] |
Материал – термостойкий полиэтилен
| Марка термостойкого полиэтилена | α = 20-50 [ °С ] | α = 50-100 [ °С ] |
|---|---|---|
| PE-RT | 0,000140 [ 1/°С ] | 0,000145 [ 1/°С ] |
| PE-RT/EVOH | 0,000140 [ 1/°С ] | 0,000145 [ 1/°С ] |
| PE-RT/EVOH/PE-RT | 0,000140 [ 1/°С ] | 0,000145 [ 1/°С ] |
Материал – поливинилиденфторид
| Марка поливинилиденфторида | α = 20-50 [ °С ] | α = 50-100 [ °С ] | α = 100-150 [ °С ] |
|---|---|---|---|
| PVDF | 0,000120 [ 1/°С ] | 0,000122 [ 1/°С ] | 0,000125 [ 1/°С ] |
| PVDF-UHP | 0,000120 [ 1/°С ] | 0,000122 [ 1/°С ] | 0,000125 [ 1/°С ] |
Материал – полимер
| Марка полимера | α = 20-50 [ °С ] | α = 50-100 [ °С ] |
|---|---|---|
| PVC-C | 0,000080 [ 1/°С ] | 0,000085 [ 1/°С ] |
| PVC-U | 0,000070 [ 1/°С ] | 0,000075 [ 1/°С ] |
| PVC-R | 0,000070 [ 1/°С ] | 0,000075 [ 1/°С ] |
Материал – нержавеющая сталь
| Марка нержавеющей стали | α = 20-100 [ °С ] | α = 100-200 [ °С ] | α = 200-300 [ °С ] | α = 300-400 [ °С ] | α = 400-500 [ °С ] | α = 500-600 [ °С ] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AISI 304 | 0,0000173 [ 1/°С ] | 0,0000180 [ 1/°С ] | 0,0000188 [ 1/°С ] | 0,0000195 [ 1/°С ] | 0,0000203 [ 1/°С ] | 0,0000210 [ 1/°С ] |
| AISI 304L | 0,0000172 [ 1/°С ] | 0,0000179 [ 1/°С ] | 0,0000187 [ 1/°С ] | 0,0000194 [ 1/°С ] | 0,0000202 [ 1/°С ] | 0,0000209 [ 1/°С ] |
| AISI 316 | 0,0000165 [ 1/°С ] | 0,0000172 [ 1/°С ] | 0,0000180 [ 1/°С ] | 0,0000187 [ 1/°С ] | 0,0000195 [ 1/°С ] | 0,0000202 [ 1/°С ] |
| AISI 316L | 0,0000164 [ 1/°С ] | 0,0000171[ 1/°С ] | 0,0000179 [ 1/°С ] | 0,0000186 [ 1/°С ] | 0,0000194 [ 1/°С ] | 0,0000201 [ 1/°С ] |
Материал – углеродистая сталь
| Марка углеродистой стали | α = 20-100 [ °С ] | α = 100-200 [ °С ] | α = 200-300 [ °С ] | α = 300-400 [ °С ] | α = 400-500 [ °С ] | α = 500-600 [ °С ] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| СТ10 | 0,0000116 [ 1/°С ] | 0,0000120 [ 1/°С ] | 0,0000125 [ 1/°С ] | 0,0000130 [ 1/°С ] | 0,0000135 [ 1/°С ] | 0,0000140 [ 1/°С ] |
| СТ20 | 0,0000117 [ 1/°С ] | 0,0000121 [ 1/°С ] | 0,0000126 [ 1/°С ] | 0,0000131 [ 1/°С ] | 0,0000136 [ 1/°С ] | 0,0000141 [ 1/°С ] |
| СТ35 | 0,0000119 [ 1/°С ] | 0,0000123 [ 1/°С ] | 0,0000128 [ 1/°С ] | 0,0000133 [ 1/°С ] | 0,0000138 [ 1/°С ] | 0,0000143 [ 1/°С ] |
| СТ45 | 0,0000120 [ 1/°С ] | 0,0000124 [ 1/°С ] | 0,0000129 [ 1/°С ] | 0,0000134 [ 1/°С ] | 0,0000139 [ 1/°С ] | 0,0000144 [ 1/°С ] |
Материал – легированная сталь
| Марка легированной стали | α = 20-100 [ °С ] | α = 100-200 [ °С ] | α = 200-300 [ °С ] | α = 300-400 [ °С ] | α = 400-500 [ °С ] | α = 500-600 [ °С ] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 20Х | 0,0000110 [ 1/°С ] | 0,0000114 [ 1/°С ] | 0,0000118 [ 1/°С ] | 0,0000122 [ 1/°С ] | 0,0000126 [ 1/°С ] | 0,0000130 [ 1/°С ] |
| 30Х | 0,0000112 [ 1/°С ] | 0,0000116 [ 1/°С ] | 0,0000120 [ 1/°С ] | 0,0000124 [ 1/°С ] | 0,0000128 [ 1/°С ] | 0,0000132 [ 1/°С ] |
| 40Х | 0,0000113 [ 1/°С ] | 0,0000117 [ 1/°С ] | 0,0000121 [ 1/°С ] | 0,0000125 [ 1/°С ] | 0,0000129 [ 1/°С ] | 0,0000133 [ 1/°С ] |
Материал – медь
| Марка меди | α = 20-100 [ °С ] | α = 100-200 [ °С ] | α = 200-300 [ °С ] |
|---|---|---|---|
| R220 | 0,0000168 [ 1/°С ] | 0,0000172 [ 1/°С ] | 0,0000176 [ 1/°С ] |
| R250 | 0,0000169 [ 1/°С ] | 0,0000173 [ 1/°С ] | 0,0000177 [ 1/°С ] |
| R290 | 0,0000170 [ 1/°С ] | 0,0000174 [ 1/°С ] | 0,0000178 [ 1/°С ] |
Материал – алюминий
| Марка алюминия | α = 20-100 [ °С ] | α = 100-200 [ °С ] | α = 200-300 [ °С ] |
|---|---|---|---|
| 20Х | 0,0000235 [ 1/°С ] | 0,0000240 [ 1/°С ] | 0,0000245 [ 1/°С ] |
| 30Х | 0,0000235 [ 1/°С ] | 0,0000240 [ 1/°С ] | 0,0000245 [ 1/°С ] |
| 40Х | 0,0000234 [ 1/°С ] | 0,0000239 [ 1/°С ] | 0,0000244 [ 1/°С ] |
Заключение
Профессиональный расчёт при комплектации и монтировании инженерной системы может выполнить только квалифицированный инженер-проектировщик или инженер-монтажник. В работе он будет использовать специализированное вычислительное оборудование и углублённые технологические данные для нахождения правильного подхода и достижения верного результата.
Актуальные услуги
Проектирование
