¿Cuál es el módulo a granel?
Los materiales generalmente se pueden comprimir cuando se someten a presiones externas aplicadas sobre sus superficies. La reducción en el volumen de un material bajo una presión dada varía ampliamente de material a material. Los gases generalmente se comprimen más fácilmente bajo presión, mientras que los sólidos se pueden comprimir relativamente poco y con gran dificultad. El módulo a granel es una propiedad material que indica el grado de resistencia de un material a la compresión. También puede referirse por varios otros términos, como el módulo masivo de elasticidad, el módulo de compresión y otros.
Una forma de pensarlo es como el recíproco de la compresibilidad. El módulo a granel alto para un material indica una resistencia relativamente alta a la compresión, lo que significa que es difícil de comprimir. Un valor bajo indica relativamente poca resistencia a la compresión, lo que significa que el material se comprime relativamente fácilmente. Por ejemplo, el módulo a granel de acero es varios órdenes de magnitud más grande que el del aire, queSe puede comprimir relativamente fácilmente con un compresor de aire. A medida que un material se calienta, su volumen generalmente se expandirá, lo que resulta en una estructura física más abierta que es más fácil de comprimir. El aire atrapado en un material también afecta la estructura física de un material que afecta a su módulo a granel.
Algunos fluidos, como el agua o el líquido hidráulico, a veces se conocen casualmente como fluidos incompresibles. Esto no es estrictamente preciso, sino debido a que sus compresibilidades son relativamente bajas, el módulo a granel puede ignorarse en algunos cálculos de ingeniería. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, como en algunas situaciones de alta presión, debe tenerse en cuenta para garantizar el diseño y la función adecuados del sistema.
Por ejemplo, El rendimiento del equipo hidráulico bajo muy alta presión puede degradarse si el módulo a granel del fluido hidráulico no se tiene en cuenta en el diseño del sistema. Esto se debe a que se gastan cierta energía en la comprimir el fluido hidráulico en lugar de ir directamente hacia el trabajo que realiza el equipo. El fluido en el sistema debe comprimirse hasta el punto en que resiste una mayor compresión antes de que se actúe sobre el equipo y la carga. La desviación de la energía de la tarea principal puede afectar la posición del equipo, la potencia que tiene disponible para su función prevista, tiempo de respuesta, etc.
El módulo a granel es con menos frecuencia una característica de interés con respecto a los sólidos, ya que generalmente son extremadamente difíciles de comprimir, pero es relevante en algunas circunstancias. La velocidad a la que el sonido viaja a través de un sólido depende en parte del módulo a granel del material. La cantidad de energía que se puede almacenar en un sólido también está relacionada con esta propiedad, por lo que es relevante paraEl estudio de terremotos y ondas sísmicas.
Como función matemática, esta propiedad material se expresa como la relación de la presión aplicada al cambio en el volumen de la sustancia por unidad de volumen. Esto produce un valor expresado en las mismas unidades utilizadas para expresar presión porque las unidades de volumen se cancelan. En forma gráfica, es la pendiente de la curva formada trazando las presiones aplicadas a un material versus los volúmenes específicos correspondientes del material a esas presiones.