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벌크 모듈러스 공식


벌크 모듈러스는 재료가 탄성 한계 내에서 변형 될 때 특정 재료의 부피 변형에 연결된 체적 응력의 분율로 정의됩니다. 다른 방법으로, 벌크 모듈러스는 모든 표면에 압력이 적용될 때 고체 또는 유체의 탄성 특성을 정량화하고 설명하는 데 사용되는 수치 상수입니다. 

방정식에서, 벌크 계수는 K 또는 B로 표시됩니다. 모든 재료에 적용될 수 있지만 유체의 움직임을 설명하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다. 압축을 예측하고 밀도를 계산하며 물질 내부의 다른 화학적 결합 유형을 간접적으로 결정하는 데 사용될 수 있습니다. 압력이 제거되면 압축 물질이 정상적인 부피로 돌아 오기 때문에 벌크 모듈러스를 탄성 특성의 설명자라고합니다.

벌크 모듈러스 탄성을 부피 모듈러스라고도합니다. 유체의 압축성을 특징 짓는 재료 속성과 압력이 변할 때 유체의 단위 부피가 얼마나 쉽게 변경 될 수 있는지

.

벌크 모듈러스는 모든면에 압력을 가할 때 재료 또는 유체의 탄성 특성을 특성화하는 수치 상수입니다. 재료에 압력이 가해지면 부피가 감소하지만 응력이 제거되면 정상 크기로 돌아갑니다. 

비 압축성이라고도하는 벌크 계수는 모든면에서 압축 될 때 부피의 변화를 유지하는 물질의 용량을 측정합니다. 적용된 압력의 몫을 상대 변형으로 나눈 값으로 계산됩니다.

벌크 모듈러스 단위

메트릭 시스템의 제곱 미터당 파스칼 (PA) 또는 제곱 미터당 뉴턴 또는 영어 시스템의 제곱 인치 당 파운드 (PSI)는 벌크 모듈러스의 단위입니다.

벌크 계수의 예

액체로 채워진 파이프는 압력 하에서 팽창 할 가능성이있어 압력 파의 전달이 느려집니다. 파이프의 연장 및 확장은 벌크 모듈러스를 다소 감소시켜 펄스를 감소시키는 용량이 강한 강한 벌크 모듈러스를 초래합니다.

벌크 모듈러스의 적용

  • 벌크 모듈러스는 유압 시스템에서 중요한 고려 사항입니다. 온도 및 갇힌 (또는 투옥) 가스는 유체의 벌크 계수에 영향을 미치는 가장 중요한 두 가지 요소입니다.
  • 고체는 3 차원 응력에 거의 노출되지 않기 때문에 벌크 모듈러스의 사용은 고체보다 유체에서 더 중요합니다. 대부분의 응용 분야에서 전단 및 영률은 견고한 행동을 예측하기에 충분합니다.
  • 작업 온도 범위와 참여 된 공기 제한은 설계 요구 사항을 충족시키기 위해 정의 될 수 있습니다.
  • 가스의 벌크 계수는 소나 (수중) 및 에코 (공기) 트랜스 듀서를 구성하는 데 중요합니다.
  • 솔리드의 벌크 모듈러스는 특정 매체에서 사운드 속도와 기타 기계적 진동을 결정합니다. 또한 지각의 견고한 재료에 얼마나 많은 에너지가 저장되는지에 영향을 미칩니다. 이러한 탄성 에너지의 축적은 지진으로 강력하게 방출 될 수 있기 때문에 지진 지각 재료의 벌크 모듈러리가 지진 연구의 필수 요소라는 것을 아는 것이 있습니다. 벌크 모듈러스는 지진에 의해 생성 된 지진파의 속도에 영향을 미칩니다.
  • 더 높은 온도는 벌크 모듈러스를 감소시킵니다. 따라서 유체의 온도가 낮을수록 압축하기가 더 어려워집니다. 주로 공기의 흡수 된 가스는 유체의 벌크 계수에 큰 영향을 미칩니다. 벌크 계수가 낮을수록 유체에 가스가 더 많이 발생합니다. 이에 대한 예외는 유체의 벌크 모듈러스가 공기보다 작을 때입니다.이 경우 그 반대의 경우입니다.

벌크 모듈러스 측정

적용된 압력 하의 분말 회절은 벌크 모듈러스를 계산하는데 사용될 수있다. 유체 속성은 압력 하에서 부피를 변경하는 유체의 용량을 나타냅니다.

벌크 계수의 속성

주어진 물질 또는 신체의 K 값은 물질 상태와 특정 상황에서 온도에 따라 변화를 보여줍니다. 액체에 용해 된 가스의 양은 벌크 모듈러스의 값에 상당한 영향을 미칩니다. K의 높은 값은 재료가 압축에 반대한다는 것을 암시하는 반면, 낮은 값은 부피가 눈에 띄게 균일 한 압력을 감소 시킨다는 것을 시사합니다. 압축성은 벌크 모듈러스의 역수입니다. 따라서 벌크 계수가 낮은 물질은 압축성이 높습니다.

벌크 모듈러스의 공식

분말 회절은 분말 또는 결정상 샘플에서 중성자, X- 선 또는 전자를 지시하여 물질의 벌크 모듈러스를 평가할 수 있습니다. 공식은 그것을 계산하는 데 사용될 수 있습니다.

물질 부피의 동등한 상대 감소에 대한 적용 압력의 비율로 계산된다. 다음과 같이 수학적으로 표현됩니다-

b =pressurestrain =∆p∆v/v

위의 주식 공식에서

B =는 벌크 모듈러스입니다

v =는 특정 주어진 단위에서 주어진 신체의 초기 부피입니다

∆P =주어진 신체/ 재료의 단위 면적당 적용되는 힘의 변화 또는 힘의 변화를 나타냅니다

∆V =에 적용되는 압축으로 인해 주어진 재료 또는 신체의 변화가

입니다.

∆P는 부피 응력을 나타 내며, 표면적에 대한 힘 F의 양의 변화의 강도의 비율로 정의됩니다. 모든 액체의 벌크 계수는 변형의 척도입니다. 볼륨이 단위 변화를 일으키는 데 필요한 압력으로 계산했습니다.

결론

벌크 모듈러스는 문자 k 또는 B로 표시됩니다. 이는 재료가 탄성 한계 내에서 변형 될 때 특정 재료의 부피 변형에 연결된 부피 응력의 분획으로 정의됩니다. 



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