Vad är bulkmodulen?
Material kan i allmänhet komprimeras när de utsätts för yttre tryck appliceras över deras ytor. Minskningen i volymen av ett material under ett givet tryck varierar mycket från material till material. Gaser komprimeras i allmänhet lättast under tryck medan fasta ämnen kan komprimeras relativt lite och med stora svårigheter. Bulkmodulen är en materialegenskap som indikerar graden av motstånd för ett material till komprimering. Det kan också hänvisas till av ett antal andra termer, såsom bulkmodulen för elasticitet, komprimeringsmodulen och andra.
Ett sätt att tänka på det är som det ömsesidiga av kompressibilitet. Hög bulkmodul för ett material indikerar ett relativt högt motstånd mot komprimering, vilket innebär att det är svårt att komprimera. Ett lågt värde indikerar relativt lite motstånd mot komprimering, vilket innebär att materialet är relativt lätt komprimerat. Till exempel är bulkmodulen av stål flera storleksordningar större än luften, somkan komprimeras relativt enkelt med en luftkompressor.
Värden för bulkmodulen för ett material varierar beroende på faktorer såsom temperaturen på det materialet eller mängden luft som blandas i den. När ett material värms upp kommer dess volym i allmänhet att expandera och därigenom resulterar i en mer öppen fysisk struktur som är lättare att komprimera. Luft som fångas i ett material påverkar också den fysiska strukturen hos ett material och därmed påverkar dess bulkmodul.
Vissa vätskor, såsom vatten eller hydraulvätska, kallas ibland avslappnad som inkomprimerbara vätskor. Detta är inte strikt korrekt, men eftersom deras kompressibilitet är relativt låga kan bulkmodulen ignoreras i vissa tekniska beräkningar. Under vissa omständigheter måste det emellertid, såsom i vissa högtryckssituationer, beaktas för att säkerställa korrekt systemdesign och funktion.
till exempel, prestanda för hydraulutrustning under mycket högt tryck kan försämras om bulkmodulen för hydraulvätskan inte beaktas i systemdesign. Detta beror på att viss energi spenderas för att komprimera den hydrauliska vätskan snarare än att gå direkt mot det arbete som utrustningen utför. Vätskan i systemet måste komprimeras till den punkt som den motstår ytterligare komprimering innan utrustningen och belastningen kommer att handlas på. Avledning av energi från den primära uppgiften kan påverka utrustningens position, kraften den har tillgänglig för sin avsedda funktion, responstid och så vidare.
Bulkmodulen är mindre ofta ett kännetecken för intresse med avseende på fasta ämnen eftersom de vanligtvis är extremt svåra att komprimera, men det är relevant under vissa omständigheter. Hastigheten med vilken ljud reser genom ett fast ämne beror delvis på materialets bulkmodul. Mängden energi som kan lagras i ett fast ämne är också relaterat till den här egenskapen så att den är relevant förStudien av jordbävningar och seismiska vågor.
Som en matematisk funktion uttrycks denna materiella egenskap som förhållandet mellan det tillämpade trycket och volymförändringen per volymenhet. Detta ger ett värde uttryckt i samma enheter som används för att uttrycka tryck eftersom volymenheterna avbryter. I grafisk form är det lutningen för kurvan som bildas genom att plotta trycket som appliceras på ett material kontra materialets motsvarande specifika volymer vid dessa tryck.