非圧縮性: 流体と固体の基本的な特性

非圧縮性は、圧力が変化しても材料の密度が一定に保たれる流体または固体の特性です。言い換えれば、材料は圧力の変化を受けても大幅に圧縮または膨張しません。この特性は通常、液体と気体に関連付けられますが、一部の固体も特定の条件下で非圧縮性を示すことがあります。非圧縮性は、流体の挙動を正確に予測し、それに依存するシステムの設計を可能にするため、多くの工学および科学的用途において重要な特性です。流体の流れについて。たとえば、非圧縮性流体は、自動車のブレーキやパワーステアリングシステムなどの油圧システムや、血液ポンプや補助人工心臓などの医療機器で使用されます。非圧縮性は、体積が変化しない材料として数学的に定義されます。圧力の変化を受けたとき。これは次の方程式を使用して表すことができます:

ΔV = 0

ここで、ΔV は体積の変化、P は圧力です。非圧縮性材料にかかる圧力が変化しても、材料は大きく膨張したり収縮したりしないため、体積の変化はゼロになります。

非圧縮性は多くの材料の基本的な特性ですが、必ずしも完璧な特性ではありません。気体などの一部の材料は圧縮性が高く、圧力変化を受けると体積が大幅に変化する可能性があります。固体などの他の材料は、高いひずみ速度や高温などの特定の条件下である程度の圧縮性を示すことがあります。ただし、多くの実用的な目的では、非圧縮率は流体の挙動を正確に予測したり、流体の流れに依存するシステムの設計を可能にする有用な近似値です。