炭素鋼パイプの熱膨張率の計算方法とは？

　炭素鋼で1000度ですと共析点より上になるので、厳密に考慮したい場合は相変態による縮小を考慮したほうがいいと思います。

お礼

2005/11/05 22:54

ご回答ありがとうございます。
今回、そこまで厳密に考えておりませんので、これまで
アドバイス頂いた方法で算出してみます。

質問者

既にご理解していることと思いますが以下の式で
軸受やメタルブッシュの焼きばめ・冷やしばめ時の
しめ代を算出します。

ΔＤ＝Ｄ×α×(Ｔ２－Ｔ１)
外径 　：Ｄ
収縮量：ΔＤ
線膨張係数：α
加熱後温度：Ｔ２
加熱前温度：Ｔ１

内径の場合も同じです。

お礼

2005/11/05 22:53

ご回答ありがとうございます。
焼きまめ・冷やしばめ時のしめ代算出時に使うんですか？
勉強になります。

質問者

体積膨張率をαv、線膨張率をαlとすると、αv ≒ 3αlが成り立ちます。

常温時パイプ外半径：ro
　　　パイプ内半径：ri
　　　パイプ長さ：L0
　　　パイプ体積：V0 = π(ro^2-ri^2)・L0 ・・・(1)

とし、温度上昇を?Tとすれば、

温度上昇時パイプ外半径：Ro = ro(1+αl・?T)　　　　　　　 ・・・(2)
　　　　　パイプ長さ：L = L0(1+αl・?T)　　　　　　　　 ・・・(3)
　　　　　パイプ体積：V = V0(1+αv・?T) = V0(1+3αl・?T)・・・(4)

となる。ここで、温度上昇時のパイプ内半径をRiとすると、(4)から、

　π(Ro^2-Ri^2)・L = V0(1+3αl・?T)・・・(5)

(5)式に(1)～(3)式を代入して整理すると、下式が成り立つ。
(但しαl << 1とする。)

　Ri ≒ ri×√{ (1+3αl・?T) / (1+αl・?T) } ・・・(6)

(6)式より Ri > ri となることから、温度上昇時はパイプ内径は増加すると考えられる。

上式を使えば、内径体積が計算できるのではないでしょうか。

お礼

2005/11/05 22:35

早速のご回答ありがとうございます。

教えていただいた式を用いて計算してみます。

質問者

物の長さ×温度差×線膨張率でいいと思います。
外径＝2π（パイ）Rでいいですﾖ

内径も同様に考えてよいと
思います。従って、加熱時には
内径も大きくなります。経験的には
長さの長いもの（寸法にもよりますが）や
内面に矯正されるもの（中間ﾊﾌﾞ）が
存在する場合、果たしてどうなのか
自信はありません。

補足

2005/11/03 17:15

早速のご回答ありがとうございます。
外径は次式で「外径＝65(mm)×3.14×11.6×10-6(1/℃)×1000（℃）＝2.37(mm)」計算できることはわかりました。また、高さ方向もこれで求まると思うのですが、残るは内径です。内径は大きくなるのか、小さくなるのかもわかりません。私は最終的に炭素鋼を1000℃に加熱した際に、内径の体積がどれぐらい大きくなるかを算出したいのです。
ご教授お願い致します。

質問者