Реология сырья и продуктов питания

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский  государственный университет»

Факультет пищевых  технологий

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине: Реология сырья и продуктов питания

 

 

 

 

 

 

Проверил:  Толмачёва Т.А

Выполнил: Верченова Е.В

 Студент группы ПТ-  495

 

 

 

Челябинск 2012

Задание 1- Ответы на вопросы

Вопрос №7

Классификация реологических  тел

Классификация реологических  тел на основе структурно механических свойств. Принадлежность реального  тела к тому или иному виду «идеального» реологического тела, выявляется на основе предварительных экспериментов, позволяет  верно, выбрать прибор для исследования и определить свойства, подлежащие изучению. Феноменологический способ классификации на основе математических моделей полагает, что если взять  упругое и истинно вязкое тело в качестве крайних, то все остальные  тела, будут располагаться между  ними.

Предложена простая классификация  реальных тел по величине отношения Q/pg, показывающего меру способности  вещества сохранять свою форму (р - плотность  продукта, кг/м3;  g - ускорение силы тяжести, 9,8 м/с2).

Мера способности вещества сохранять свою форму

Q/pg, м= Менее 0,005 Структурные жидкости;

0,005-0,02  Жидкие пасты;

0,02-0,15 Густые пасты;

Более 0,15 Твердые тела.

Представляет интерес  классификация реальных тел с  помощью степенного уравнения:

Q = Qo + В1*еn или Q - Qo = B1*e"

Где: B1 - коэффициент, пропорциональный эффективной вязкости (Па*с')

при единичном значении градиента  скорости е=1,1/с; n - индекс течения, характеризующий  угол наклона линии.

Реологические тела делят  на жидкообразные и твердообразные зависимости от характера кривой и периода релаксации. К жидкообразные  телам относятся ньютоновские жидкости и структурированные системы, и  имеющие статического предельного  напряжения сдвига (ПНС), т.е. Qocт = 0: к  твердообразным - упруго-пластичные, условно-пластичные и другие тела, обладающие' статическим  и динамическим ПНС. Зависимость  эффективной вязкости от  напряжения  или  скорости  сдвига  считают  основной характеристикой структурно-механических свойств дисперсных систем, так как эффективная вязкость является итоговой характеристикой, описывающей равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры в установленном потоке.

Вопрос №20

Принцип капиллярной вискозиметрии

Метод капиллярной вискозиметрии  опирается на закон Пуазейля о  вязкой жидкости, описывающий закономерности движения жидкости в капилляре.

Приведем уравнение гидродинамики  для стационарного течения жидкости, с вязкостью η через капилляр вискозиметра:

Q – количество жидкости, протекающей через капилляр капиллярного  вискозиметра в единицу времени,  м3/с, 

R – радиус капилляра  вискозиметра, м 

L – длина капилляра  капиллярного вискозиметра, м 

η – вязкость жидкости, Па•с,

р - разность давлений на концах капилляра вискозиметра, Па.

Отметим, что формула Пуазейля справедлива только для ламинарного  потока жидкости, то есть при отсутствии скольжения на границе жидкость –  стенка капилляра вискозиметра. Приведенное  уравнение используют для определения  динамической вязкости. Ниже размещено  схематическое изображение капиллярного вискозиметра.

Отметим, что формула Пуазейля справедлива только для ламинарного  потока жидкости, то есть при отсутствии скольжения на границе жидкость –  стенка капилляра вискозиметра. Приведенное  уравнение используют для определения  динамической вязкости. Ниже размещено  схематическое изображение капиллярного вискозиметра.

 

В капиллярном вискозиметре жидкость из одного сосуда под влиянием разности давлений р истекает через  капилляр сечения 2R и длины L в другой сосуд. Из рисунка видно, что сосуды имеют во много раз большее  поперечное сечение, чем капилляр вискозиметра, и соответственно этому скорость движения жидкости в обоих сосудах  в N раз меньше, чем в капилляре  вискозиметра. Таким образом не все  давление пойдет на преодоление вязкого  сопротивления жидкости, очевидно, что часть его будет расходоваться  на сообщение жидкости нопределённой  кинетической энергии. Следовательно, в уравнение Пуазейля необходимо ввести некоторую поправку на кинетическую энергию, называемую поправкой Хагенбаха:

где h – коэффициент, стремящийся  к единице, d –плотность иссдледуемой жидкости.

Вторую поправку условно  назовём поправкой влияния начального участка капилляра вискозиметра на характер движения исследуемой жидкости. Она будет характеризовать возможное  возникновение винтового движения и завихрения в месте сопряжения капилляра с резервуаром капиллярного вискозиметра (откуда вытекает жидкость). Суть поправки состоит в том, что  вместо истинной длины капилляра  вискозиметра L мы вводим кажущуюся  длину L':

n – определяется экспериментально  на основе изменений при разных  значениях L и примерно равен  единице. 

Следует учитывать, что при  измерении вязкости органических жидкостей  с большой кинематической вязкостью  поправка Хагенбаха незначительна  и составляет доли процента. Если же говорить о высококтемпературных вискозиметрах, то вследствие малой кинематической вязкости жидких металлов поправка может  достигать 15%.

 

Метод капиллярной вискозиметрии  вполне можно отнести к высокоточному  методу вискозиметрии в силу того, что относительная погрешность  измерений составляет доли процента, в зависимости от подбора материалов вискозиметра и точности отсчёта  времени, а также иных параметров, участвующих в методе капиллярного истечения.

Вопрос № 41

Сдвигометр конструкции  КемТИППа

В лаборатории «Прикладной  механики» КемТИППа разработана  конструкция сдвигометра для  определения предельного напряжения сдвига твердых и мягких сыров СР –1. Отличительной особенностью данного сдвигометра является наличие внутри измерительного цилиндра 4 сверла 2, размещенного на стержне 3, выполненного в виде четырех винтовых лопастей расположенных через 90о по окружности, и снабженного коническим наконечником 1 с винтовой нарезкой, которая позволяет более точно установить прибор в вертикальном положении относительно материала за счет того, что форма резцов 2 (угол конуса) точно соответствует углу фаски нижнего торца цилиндра. Причем диаметр сверла гарантированно меньше диаметра впадин измерительного цилиндра. Для автоматической фиксации данных измерения устройство имеет тормоз, выполненный в виде фрикционной обгонной муфты, что повышает точность измерений.

 

 

 

 

 

Задание 2- построение графика  кривой течения