체적탄성계수

소개

세상에 존재하는 모든 유체를 상태적으로 나누면 기체와 액체로 구분된다. 기체는 압력에 따라 부피가 크게 변하는 물질이며 압력을 가했을 때 압축이 잘 되기 때문에 `압축성` 유체라고 부른다. 반면 액체는 압력을 크게 가해도 부피가 거의 줄어들지 않는다. 압력을 가해도 압축이 거의 안되기 때문에 `비압축성`유체라고 말할 수 있다. 그 이유는 액체는 기체보다 분자 간 틈이 거의 없기 때문에 압력을 가해도 압축될 틈이 거의 없어서 압축이 잘 안 되기 때문이다.
유체의 압축성을 나타내는 성질을 체적탄성계수(Bulk Modulus)라고 한다. 이는 이번실험에서 중요한 매개변수로써 오일의 스프링 강성(Stiffness)을 뜻한다.
이것은 단위체적의 오일에 단위압력을 가했을 때의 체적변화율인 오일의 압축률의 역수가 된다. 다시 말해 오일의 압축율이 크면 체적 탄성 계수가 작고, 오일의 압축율이 작으면 체적 탄성 계수가 크다.
이번 실험은 압력이 전달되는 시간을 측정하여 압력에 따라 체적탄성계수가 어떻게 변하는지를 알아보는 것이다.

목차

1. 서론

2. 이론적 배경
(1) 체적탄경계수() 정의
(2) 유효체적탄성계수 정의(Effective bulk modulus)
(3) 측정 방법

3. 실험 방법

4. 실험결과

5. 결과 및 고찰

6. 참고 문헌

본문내용

1. 서론

세상에 존재하는 모든 유체를 상태적으로 나누면 기체와 액체로 구분된다. 기체는 압력에 따라 부피가 크게 변하는 물질이며 압력을 가했을 때 압축이 잘 되기 때문에 `압축성` 유체라고 부른다. 반면 액체는 압력을 크게 가해도 부피가 거의 줄어들지 않는다. 압력을 가해도 압축이 거의 안되기 때문에 `비압축성`유체라고 말할 수 있다. 그 이유는 액체는 기체보다 분자 간 틈이 거의 없기 때문에 압력을 가해도 압축될 틈이 거의 없어서 압축이 잘 안 되기 때문이다.
유체의 압축성을 나타내는 성질을 체적탄성계수(Bulk Modulus)라고 한다. 이는 이번실험에서 중요한 매개변수로써 오일의 스프링 강성(Stiffness)을 뜻한다.
이것은 단위체적의 오일에 단위압력을 가했을 때의 체적변화율인 오일의 압축률의 역수가 된다. 다시 말해 오일의 압축율이 크면 체적 탄성 계수가 작고, 오일의 압축율이 작으면 체적 탄성 계수가 크다.
이번 실험은 압력이 전달되는 시간을 측정하여 압력에 따라 체적탄성계수가 어떻게 변하는지를 알아보는 것이다.

2. 이론적 배경

(1) 체적탄경계수() 정의

유압시스템은 높은 동력 대 무게비와 높은 강성도를 가지고 있어서, 큰 동력을 요구하는 곳에 자주 이용된다. 유압시스템의 강성도는 오일의 비압축성과 직접적인 관련이 있다.
체적탄성계수는 이 비압축성의 척도이다. 체적탄성계수가 클수록 유체는 더 큰 강성을 가지고 있어서 압축되기가 어렵다. 수학적으로 체적탄성계수는
이다. 여기서 -부호는 압력이 증가하면 부피가 작아진다는 사실을 고려하기 위한 것이다.
유압유의 체적탄성계수는 압력과 온도에 따라 다소 변하기는 하지만, 대부분의 유압시스템에서 작동범위 내의 이러한 변화량은 무시할 수 있을 정도로 작다. 전형적인 유압유의 체적탄성계수는 250,000 psi 이다.
1)압력의 변화량을 체적의 변화비로 나눈 값
2)유체시스템의 스프링(감쇠) 효과를 나타내는 변수

참고자료

· Murrenhoff 저, 박형호 역 , 「기초 유압공학」 , 1999
· 강철구 외 4명 공역유 , 「공압공학」 , 사이텍 미디어 , 2001
· Wiley 김병하 외 5명 , 「유체역학」 , 2006