O padrão “ASTM D6793-02 Método de teste padrão nacional americano para determinação do módulo de volume secante e tangente isotérmico” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um procedimento para determinar o módulo de volume secante e tangente isotérmico de líquidos que são compatíveis e estáveis com aço inoxidável sob as condições de teste. Este método de teste foi projetado para uso na faixa de temperatura de menos 40 graus a 200 graus e ambiente de até 68,95 Mpa. Devido ao design do aparelho de teste, o limite superior de pressão que pode ser alcançado é limitado pelo módulo de volume do líquido de teste. Para líquidos com módulo de volume relativamente baixo na temperatura de teste, pressões tão altas quanto 68,95 Mpa não serão atingidas.
Este método de teste pressupõe que o usuário seja competente na montagem e utilização de conexões roscadas e cônicas de média pressão projetadas para uso em pressões de até 137,9 Mpa.
Para os propósitos desta norma, o módulo de volume secante isotérmico é o produto do volume original do líquido pela inclinação da secante traçada em qualquer ponto especificado em um gráfico de pressão versus volume a temperatura constante. O módulo de volume tangente isotérmico é o produto do volume de um líquido a qualquer pressão especificada e a derivada parcial da pressão do líquido em relação ao volume a temperatura constante.
Na determinação do módulo de volume secante isotérmico, um pistão, na forma de uma válvula de média pressão, é forçado para dentro de uma câmara preenchida com líquido. A pressão gerada pelo posicionamento do pistão é medida. Uma constante do sistema é determinada de acordo com a fórmula fornecida na norma, utilizando um padrão de módulo de volume conhecido. A constante do sistema é, portanto, determinada apenas pelo volume do sistema e pelo deslocamento do pistão. Ela é independente da temperatura e, quando conhecida, pode ser usada para determinar o módulo de volume secante isotérmico a partir dos dados de pressão obtidos para diferentes ângulos de posicionamento do pistão.
Se desejado, o módulo de volume tangente isotérmico e a densidade da amostra podem ser determinados a partir dos dados do módulo de volume secante isotérmico determinados como uma função da pressão usando os cálculos fornecidos nesta norma.
Módulo de volume secante isotérmico (módulo de volume estático) é uma propriedade que mede a compressibilidade de um líquido. Quanto maior o valor, menos compressível é o líquido.
O módulo de volume secante isotérmico é usado no projeto de sistemas de freios e fluidos hidráulicos de alto desempenho. Um módulo de alto volume é desejável para um tempo de resposta mais rápido do sistema devido à compressão mais rápida do fluido de trabalho quando a pressão aplicada afeta diretamente a ação do sistema.
Se o módulo de volume secante isotérmico como função da pressão for conhecido, os dados podem ser usados para calcular o módulo de volume tangente isotérmico e a densidade como função da pressão. Entretanto, os dados não podem ser usados para determinar o módulo de volume isentrópico (dinâmico). Essa propriedade geralmente é determinada a partir de medições da velocidade do som e difere do módulo de volume isotérmico pela razão Cp/Cv (a razão entre a capacidade térmica a pressão constante e a capacidade térmica a volume constante para o espécime de teste).
O aparelho usado para determinar o módulo de volume secante isotérmico é mostrado esquematicamente conforme fornecido na norma. É necessário um forno que possa manter a temperatura abaixo de mais/menos 0,1 grau na temperatura de teste desejada. Todos os acessórios são cônicos e rosqueados para uso em pressões de trabalho de até 137,9 Mpa. A pressão é criada no sistema usando a válvula de pressão. Nessa válvula, um pistão (haste da válvula) é inserido no sistema cheio de fluido, com cada rotação determinada por uma escala fixada na haste da válvula para garantir a repetibilidade das rotações a partir do ponto inicial. Transdutores de pressão, termopares e acessórios do sistema devem ser projetados para contribuir minimamente para o volume do sistema. Portanto, o volume do sistema deve ser tal que permita o aumento máximo de pressão para qualquer grau de inserção da haste da válvula de pressão.
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