Adiabatisch opwarmen van een vloeistof

fozzie stelde deze vraag op 30 juli 2021 om 21:30.

Ik zou graag de formule leren voor dit onderwerp. Kan iemand mij daaraan helpen?

Uit ervaring weet ik dat hydraulische olie opwarmt door druk. De remleiding van een auto bijvoorbeeld wordt best heet als de rem herhaald ingetrapt wordt.

Ik heb al even gezocht maar kan nergens een formule vinden voor vloeistoffen, wel voor gassen.

Het lijkt me dat bedrijven die hydraulische apparatuur fabriceren hiermee rekening moeten houden en dus een formule hebben.


Reacties

Theo de Klerk op 30 juli 2021 om 23:26
Helpt dit? https://physics.stackexchange.com/questions/482416/why-do-compressed-liquids-heat-up-when-allowed-to-expand-unlike-gases
V
loeistoffen laten zich nauwelijks samendrukken, dus opwarming zal ontstaan door de toegevoegde energie (van duwen) vooral in warmte (=snelheid van bewegen van de vloeistofdeeltjes) wordt omgezet.
Fozzie op 06 augustus 2021 om 10:57
Dankjewel Theo en excuus voor de late reactie. Dat stukje geeft me helaas geen antwoord, het behandelt de vraag of opwarming ontstaat door de druk of doordat de vloeistof langs een filter geperst wordt.
Theo de Klerk op 06 augustus 2021 om 23:47
Bij een staaf (of afgesloten buis vloeistof) geldt dat deze uitzet met een uitzettingscoefficient α in richting x: Δx = α x ΔT
Als volume in 3 richtingen tegelijk is dit (ongeveer) 3α (hierbij is ΔV = ΔxΔyΔz = 3Δx genomen en andere factoren in de ΔV zoals Δx2 = 0 genomen omdat die veel kleiner zijn dan de ook al kleine Δx). 

Voor rek- of trekspanningen in de x-richting geldt dat de spanning (=overdruk = P =) σ = Y ε = Y Δx/x met Y de Young modulus  (ook wel met E en "elasticiteitsmodulus" aangeduid in Nederlandse leerboeken).

Als je deze twee combineert en beredeneert dat door temperatuursverhoging een uitzetting veroorzaakt wordt, die door een grotere druk wordt verhinderd, dan is er een relatie tussen druk (die wil indrukken) en temperatuur (die wil uitzetten) als ze elkaars werking compenseren:
ΔT = ΔP/(Yα)
waarbij Y en α dan waarden zijn die voor de olie gelden. 


Voor SAE 30 olie is Y = 1,5 . 109  N/m2 (https://www.engineeringtoolbox.com/bulk-modulus-elasticity-d_585.html) en 3α = 0,0007 K-1 (https://www.engineeringtoolbox.com/cubical-expansion-coefficients-d_1262.html) wat dan een formule oplevert als
ΔT = ΔP/(1,5.109 . 7/3 .10-4) = ΔP/(3,5.105) = 2,9.10-6 ΔP (wat me gevoelsmatig wat weinig lijkt: een MPa druk voor een paar graden warmer).

De Young modulus is echter sterk temperatuursafhankelijk (neemt af bij hogere temperatuur - grafiek/tabellenwerk van experimentele waarden, geen simpele formule) en dan wordt de noemer van de formule kleiner en neemt de temperatuurstijging toe.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft vijfentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)