La norma “ASTM D6793-02 Método de prueba estándar nacional americano para la determinación del módulo de volumen tangente y secante isotérmico” desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) describe un procedimiento para determinar el módulo de volumen tangente y secante isotérmico de líquidos que son compatibles y estables con el acero inoxidable en las condiciones de prueba. Este método de prueba está diseñado para su uso en el rango de temperatura de menos 40 grados a 200 grados y de ambiente a 68,95 Mpa. Debido al diseño del aparato de prueba, el límite de presión superior que se puede alcanzar está limitado por el módulo volumétrico del líquido de prueba. Para líquidos con un módulo volumétrico relativamente bajo a la temperatura de prueba, no se alcanzarán presiones tan altas como 68,95 Mpa.
Este método de prueba supone que el usuario es competente en el montaje y uso de accesorios roscados y cónicos de presión media diseñados para usarse a presiones de hasta 137,9 Mpa.
Para los fines de esta norma, el módulo de volumen secante isotérmico es el producto del volumen del líquido original y la pendiente de la secante graficada en cualquier punto especificado en un gráfico de presión versus volumen a temperatura constante. El módulo de volumen tangente isotérmico es el producto del volumen de un líquido a cualquier presión especificada y la derivada parcial de la presión del líquido con respecto al volumen a temperatura constante.
Para determinar el módulo de volumen secante isotérmico, se introduce un pistón, en forma de válvula de media presión, en una cámara llena de líquido. Se mide la presión generada por la posición del pistón. Se determina una constante del sistema según la fórmula indicada en la norma, utilizando un módulo de volumen estándar conocido. Por lo tanto, la constante del sistema depende únicamente del volumen del sistema y del desplazamiento del pistón. Es independiente de la temperatura y, cuando se conoce, puede utilizarse para determinar el módulo de volumen secante isotérmico a partir de los datos de presión obtenidos para diferentes ángulos de inclinación del pistón.
Si se desea, el módulo de volumen tangente isotérmico y la densidad de la muestra se pueden determinar a partir de los datos del módulo de volumen secante isotérmico determinados como una función de la presión utilizando los cálculos dados en esta norma.
El módulo volumétrico secante isotérmico (módulo volumétrico estático) es una propiedad que mide la compresibilidad de un líquido. Cuanto mayor sea el valor, menos compresible será el líquido.
El módulo de volumen secante isotérmico se utiliza en el diseño de sistemas de frenos y fluidos hidráulicos de alto rendimiento. Es deseable un módulo de volumen alto ya que el tiempo de respuesta del sistema es más rápido debido a la compresión más rápida del fluido de trabajo cuando la presión aplicada afecta directamente la acción del sistema.
Si se conoce el módulo de volumen secante isotérmico en función de la presión, los datos se pueden utilizar para calcular el módulo de volumen tangente isotérmico y la densidad en función de la presión. Sin embargo, los datos no se pueden utilizar para determinar el módulo volumétrico isentrópico (dinámico). Esta propiedad generalmente se determina a partir de mediciones de la velocidad del sonido y difiere del módulo volumétrico isotérmico por la relación Cp/Cv (la relación entre la capacidad térmica a presión constante y la capacidad térmica a volumen constante para la muestra de prueba).
El aparato utilizado para determinar el módulo de volumen secante isotérmico se muestra esquemáticamente como se indica en la norma. Se requiere un horno que pueda mantener la temperatura por debajo de más/menos 0,1 grados a la temperatura de prueba deseada. Todos los accesorios son cónicos y roscados para su uso en presiones de trabajo de hasta 137,9 Mpa. La presión en el sistema se crea mediante la válvula de presión. En esta válvula, se inserta un pistón (vástago de la válvula) en el sistema lleno de líquido y cada rotación está determinada por una escala fijada al vástago de la válvula para garantizar la repetibilidad de las rotaciones desde el punto de inicio. Los transductores de presión, termopares y accesorios del sistema deben diseñarse para contribuir mínimamente al volumen del sistema. Por lo tanto, el volumen del sistema debe ser tal que permita el aumento máximo de presión para cualquier grado dado de inserción del vástago de la válvula de presión.
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