Curs SISTEME MECANICE - Modulul 5

4. SOLICITĂRI TERMICE
4.1. Cauzele solicitărilor termice
4.2. Efectele solicitărilor termice
COMPETENŢE Şl DEPRINDERI
După parcurgerea noţiunilor prezentate in acest capitol, veţi fi capabili:
• să identificaţi cauzele şi efectele solicitărilor termice;
• să identificaţi efectele solicitărilor termice;
• să identificaţi cauzele şi efectele solicitărilor termice asupra componentelor sistemelor
tehnice.
4.1. CAUZELE SOLICITĂRILOR TERMICE
În condiţii reale de funcţionare, orice piesă este supusă unui regim de variaţie de
temperatură. Variaţia temperaturii unui corp are diferite cauze, şi anume:
1. condiţiile de lucru: variaţia temperaturii mediului; funcţionarea în sisteme tehnice cu
variaţii de temperatură (cazane cu abur, poduri);
2. frecarea - fenomen ce însoţeşte absolut toate fenomenele fizice şi în urma căruia
corpurile aflate în contact se încălzesc;
3. efectele termice ale curentului electric.
4.2. EFECTELE SOLICITĂRILOR TERMICE
Odată cu modificarea temperaturii unui corp, au loc următoarele fenomene:
a) dilatarea, la încălzire;
b) contracţia, la răcire.
Ambele fenomene fizice au implicaţii importante în funcţionarea aparatelor,
maşinilor şi utilajelor şi constituie o importantă sursă de erori.
Din punct de vedere cantitativ, dilatarea termică este caracterizată de coeficientul de
dilatare termică, α, exprimat prin relaţia:
unde: Δl = l - l0;
l - lungimea barei la temperatura t °C;
l0 - lungimea barei la temperatura de 0 °C;
ΔT- variaţia de temperatură.
Legea de dilatare liniară este dată de relaţia: Δl = 10(1+ΔT)
Expresia l+ αΔTse numeşte binomul de dilatare termică.
Dacă se consideră că materialul se dilată la fel pe orice direcţie din masa lui
(materialul este omogen şi izotrop), atunci şi legea de variaţie a lungimii cu temperatura
este aceeaşi pe orice direcţie, şi putem calcula:
- raportul ariilor aceleiaşi secţiuni pentru o variaţie de temperatură egală cu ΔT;
- raportul volumelor aceluiaşi corp la temperaturi diferite.
Dilatarea termică a corpurilor duce şi la o variaţie a densităţii acestora cu
temperatura, după formula:
Curs SISTEME MECANICE scanat de Ungureanu Marin -27-