固体的膨胀系数对温度的依赖关系和比热相似。但是,当温度远低于德拜温度时,膨胀系数(a)变得很小,难以测量。为了解决此问题,可借助于格瑞耐森式。实际上使用总线型收缩率来估计热应力还是比较方便的。膨胀系数的数据就可用在温度T和某个参考温度之间的总的线型收缩和在该参考温度下的长度之比。
1大多数金属材料从室温冷到液氮温度时,它们的长度收缩0.2%-0.4%,如从液氮温度降到液氦温区时,材料解百纳上没有再继续收缩了,因此,从液氮温度降到液氦温度的收缩率只有从室温降到液氮温度的收缩率的1/10以下。如果粗略估计热应力或进行应力试验室,只要考虑到液氮温度就行了。
2铜和不锈钢的热膨胀率差不多相同,黄铜和德银很相近,在低温下采用这两种材料配对相连时,热应力可能较小。
3如果同种材料温度热导率比热的值小时,冷却工程中叶可能产生较大的应力。如塑料在冷却时,常常由于冷却不均匀,各部分收缩情况不同,内应力太大而断裂。
但聚四氟乙烯是在低温下还 有展性的一种塑料,人们常用它来做活塞密封环,不过得采取一些特别措施,将其里面加弹性涨圈。如用做阀座时,采用液氮预冷冷缩装备。
4低温装置中常用几根支持杆或抽空悬挂等问题,如果所用材料不同,低温下就可能由于冷形变造成装置倾斜,甚至有时候内部温度比较低的部分倾斜太多,以致和温度较高的外部真空封套接触发生短路,漏热过多。 |