إن فهم التوسع الحراري في المحركات الحرارية أمر أساسي لتصميم عناصر هندسية موثوقة، وهو يساعد على ضمان أن تكون الأجزاء صالحة عبر تفاوتات الحرارة والحفاظ على السلامة الهيكلية.

ما هو التوسع الحراري؟

ويشير التوسع الحراري إلى اتجاه المادة إلى التغير في الحجم عندما تتغير درجة حرارتها، وبالنسبة لرموز الحرارة، يمكن أن تتباين هذه الممتلكات اختلافا كبيرا حسب نوع البوليمر وظروف تجهيزه.

حساب معامل التوسع الحراري

ويصف معامل التوسع الحراري كم تتسع المواد إلى درجة الحرارة الواحدة، ويعبر عنه عادة في وحدات mm/m°C.]

ولحساب التغيير في الطول، استخدم الصيغة التالية:

adL = L0 × ألفا × / / / / / / / / / / ]

أين:

  • adL] = تغيير في الطول
  • L0] = الطول الأصلي
  • Alpha = CTE
  • adT] = تغير درجة الحرارة

العوامل التي تؤثر على التوسع الحراري

وهناك عوامل عديدة تؤثر على التوسع الحراري في المحركات الحرارية، بما في ذلك نوع البوليمر، ودرجة البلورة، وأساليب المعالجة، ويمكن أن تتسبب هذه العوامل في تفاوت قيم تكنولوجيا المناخ فيما بين مختلف المواد.

التطبيقات العملية

ويستخدم المهندسون حسابات التوسع الحراري لتصميم مكونات مثل الفقمات والمفاصل والمساكن، وتمنع التنبؤات الدقيقة قضايا مثل التخريب أو التشقق أو الإضرار أثناء تقلبات درجات الحرارة.