-
Een CTE (Coefficient of Thermal Expansion) Calculator helpt ingenieurs, materiaalkundigen en onderzoekers bepalen hoeveel een materiaal uitzet of krimpt wanneer het wordt blootgesteld aan temperatuurveranderingen. De coëfficiënt van thermische uitzetting (CTE) is een cruciale eigenschap van materialen die worden gebruikt in de bouw-, productie-, lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie.
Het begrijpen van de CTE van een materiaal is essentieel om te voorkomen structureel storingen, het ontwerpen van thermisch bestendige componenten en het waarborgen van de compatibiliteit tussen materialen die onderhevig zijn aan temperatuurschommelingen.
Met deze rekenmachine kunt u eenvoudig bepalen hoeveel een materiaal in grootte verandert op basis van de CTE-waarde, de oorspronkelijke lengte en de temperatuurvariatie.
Formule
De thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) wordt berekend met behulp van de volgende formule:
Waar:
- CTE is de thermische uitzettingscoëfficiënt (uitgedrukt in per graad Celsius of per graad Kelvin, doorgaans aangeduid als 1/°C of 1/K).
- L is de verandering in lengte (eindlengte - beginlengte, gemeten in meters of andere lengte-eenheden).
- L0 is de oorspronkelijke lengte van het materiaal (in meters of andere lengte-eenheden).
- AT is de verandering in temperatuur (eindtemperatuur - begintemperatuur, gemeten in graden Celsius of Kelvin).
Met deze formule kunnen gebruikers het uitzettings- of krimpgedrag van het materiaal onder verschillende thermische omstandigheden bepalen.
Vooraf berekende CTE-waarden voor gangbare materialen
Om gebruikers te helpen snel CTE-waarden voor verschillende materialen te raadplegen, vindt u hier een tabel met typische thermische uitzettingscoëfficiënten:
| Materiaal | Temperatuur (°C) × 1⁶ | CTE (1/K) × 10⁶ |
|---|---|---|
| Aluminium | 23.1 | 23.1 |
| Koper | 16.5 | 16.5 |
| Staal (koolstof) | 11.7 | 11.7 |
| Roestvast staal | 16.0 | 16.0 |
| Beton | 10.0 | 10.0 |
| Glas | 5.0 | 5.0 |
| Silicium | 2.6 | 2.6 |
Deze tabel is een snel naslagwerk voor ingenieurs en ontwerpers die in hun projecten rekening moeten houden met thermische uitzetting.
Voorbeeld
Laten we de uitzetting van een aluminium staaf van 1.5 meter lang berekenen als de temperatuur stijgt van 25°C naar 75°C.
Gegeven:
- L0 = 1.5 meter
- ΔT = 75 - 25 = 50°C
- CTE voor aluminium = 23.1 × 10⁻⁶ 1/°C
De formule toepassen:
ΔL = CTE × L0 × ΔT
ΔL = (23.1 × 10⁻⁶) × (1.5) × (50) = 0.00173 meter (of 1.73 mm)
De aluminium staaf zet dus 1.73 mm uit bij een temperatuurstijging van 50°C.
Meest voorkomende veelgestelde vragen
CTE helpt ingenieurs voorspellen hoe materialen zullen uitzetten of krimpen door temperatuurveranderingen. Dit is cruciaal voor structurele integriteit, component fit en thermisch stressmanagement in technische toepassingen.
Ja, de CTE van een materiaal kan veranderen op basis van temperatuurbereik, productieproces en materiaalzuiverheid. Sommige materialen vertonen niet-lineaire expansie bij extreme temperaturen.