配管システムの設計とメンテナンスにおいて、熱膨張と収縮が重要な考慮事項です。温度の変化は、配管が拡大または契約を招く可能性があり、適切に考慮されていない場合は、ストレス、変形、または故障につながる可能性があります。正確な計算は、配管インフラの安全性と長寿を保証します。

熱膨張の理解

温度上昇により材料が長さに増加すると熱膨張が起こります。膨張量は、熱膨張係数、温度変化、パイプの元の長さによって異なります。

線形熱拡張のための基本的な方式はあります:

]ΔL = α × L0 × ΔT

どこ:

  • ]ΔL] =長さの変化
  • α]=熱膨張係数
  • L0] = パイプの元の長さ
  • ΔT]=温度変化

受託計算

収縮は、パイプが温度低下として長さに減少する逆プロセスです。同じ式は、負の温度変化で適用されます。

]ΔL = α × L0 × (T2 - T1)

実用的応用

エンジニアは、熱の動きに対応する拡張ジョイント、サポート、アンカーの設計にこれらの計算を使用します。 適切な計画は、配管システムへのストレス蓄積と潜在的な損傷を防ぎます。

典型的な材料および熱拡張の係数:

  • 鋼:約11～13×10-6[ /°C
  • 銅:約16～17×10-6[/°C
  • ポリ塩化ビニール:約50-70の× 10-6[/°C