Жұмысты орындауға арналған құралдар мен материалдар

Зертханалық жұмыс

Тақырыбы: Биоқұрама жемді тұйық көлем жағдайында қысу.

Жұмыстың мақсаты: Тұтқырлығы жоғары тамақ өнімдерінің жылжу сипаттамаларын анықтау.

Жалпы мәліметтер

8.1-суретте жылжу кезінде кисық сызықты сырғымасы көрсетілген. t = 0 болған жағдайда қосымша лездік кернеу кезінде лездік серпімді деформация туындайды γ₁= τ /G₁ (ОА үзік).

Ары қарай деформацяныцң дамуы АВ қисық сыызығы бойынша жүреді. Осы бөлікте бір уақытта серпімді кешігуші деформация дамиды.

(8.1)

және тұтқыр ағынының деформациясы

(8.2)

8.1 сурет – Жылжу кезінде қисық сырғымасы

Белгілі бір уақыттан кейін (ВС бөлігі ) түзу сызықты, деформацияның тұрақты мәні кезінде тұтқыр ағынның мәнін жоятын орнатылған стационарлық үдеріске жауап беретін тәуелділік орнайды.

ВС бөлігінде тұрақты жылдамдыұпен өсетін деформация байқалады, ол абсцисса өсіне ВС түзуі α тангенс енгіш бұрышымен сипатталынады.

Ағынның жылдамдығы τ кернеуге пропорционал және η тұтқырлыққа кері пропорционал. t = t_н болған жағдайда кернеу кернеуді алып тастайды, бқл кезде лездік серпімді деформация γ₁ жойылады (ОД-ОА үзік), содан соң кешігуші серпімді деформация γ₂ монотонды кемиді.

t ұзаруымен ДЕ қисығы деформацияның соңғы мәніне асимптотикалық жақындайды, ол тұтқыр ағынның γ₃ қалған деформациясына тең болады.

Бұл жағдайда 0 < t < t_н тұрақты кернеу әсері кезеңінде жалпы деформация келесі теңдеумен анықталады, оған төрт физика –механикалық сипаттама кіреді.

ВС бөлімінде деформациясы тұрақты жылдамдықпен арттырылады, ол көлденең тангенс ось α көлбеу болып сипатталады

Осылайша, 0 < t < t_н тұрақты кернеу кезеңінде төрт физика-механикалық сипаттамаларын қамтиды, жалпы деформация мынадай формула бойынша анықталады

(8.3)

G₁-лездік серпімді деформация модулі, МПа; G₂ - кешігуші серпімді деформация модульі, МПа; η₁ - материалдың тұтқырлығы, Па с; η₂ - серпімді тұтқырлық әсері, МПа·с.

t = t_н жүктеу кезеңде жалпы деформация γ ON үзігіне сәйкес келеді, серпімді деформация- ОА үзігене, тұтқыр ағынының деформациясы γ₃-MN, мұндағы М нүктесі BC үзігімен γ осіне қиылысында алынғанда, деформация γ_{2 –} МА үзігіне сәйкес келеді. .

G₁ және η₁ сипаттамалары келесі формулалар бойынша теңдікті ескере отырып анықталады

(8.4)

Кешігуші серпімді деформация γ₂ В нүктесінде толық аяқталынады, G₂ модульін төмендегідей анықтауға болады

(8.5)

Серпімді тұтқырлықтың әсерін η₂ келесіде теңдеумен анықтауға болады. η₂ /G₂ қатынасы уақыттың физикалық мәніне ие, бұл кезде деформация γ₂ максималды мәннің 63 % жетіп және кешігіші уақыт атауын алады немесе релаксация λ.

(8.6)

Жұмысты орындауға арналған құралдар мен материалдар

Көптеген тағам материалдары үлкен тұтқырлыққа ие және вискозиметрдің роторлары арасындағы үлкен емес кеңістікке қиын енгізіледі, сол себепті стандартты құралдарда зерттеуді жүргізу мүмкін емес.

Осы кемшіліктерді жою мақсатында тұтқырлығы жоғары тамақ материалдарының реологиялық қасиетін анықтау үшін .құрал жасалынды.

8.2 суретте құралдың принципиалды схемасы, ал 8.3 суретте құралдың жалпы түрі көрсетілген.

Пластометр рифлясы бар үлкен шкив 2, рифлясы бар иілген пластинадан 3, жіпше 4, жүк 5, 2 шкивпен тығыз байланысқан кіші шкивтен 7, тісті рейка 1 тұрады. Үйкелу күшін төмендету үшін шкив 2 тербеліс подшипнигінде орнатылған. Зерттеу кезінде тірек 6 пластинаның 3 жағдайын қатаң фиксациялау үшін қызмет атқарады.

Пластометр келесі түрде жұмыс істейді. Масса үлгісін рифельді беттерге, яғни рифельдер массаға толығымен жүктелетіндей етіп орналастыру қажет.

8.2 сурет – Тамақ материалдарының тұтқыр серпімді қасиеттерін анықтауға арналған құралдың схемасы

8.3 сурет – Тамақ материалдарының тұтқыр серпімді қасиеттерін анықтауға арналған құралдың жалпы түрі

Зерттелінеті материалдың жылжымалы күшін шкивті 2 айналмалы қозғалысқа әкелетін жүкті 5 төмен түсіргенде жасалынады.

Төмен түсіргенде сыналатын материалға кесетін күш құрылды 5, ондагы 2 айналуга себеп болып табылады. Будан 1 дайындалып кейін 8 индикатор өзек бойынша сызықтық қозғалыс болады.

Бұл құрылғы жұмыс алшақтық бедерлі бет доғаның бойымен орналасқан болып сипатталады және сыналатын материалға жүктеме айналуға қамтамасыз етіледі.

Бұрушы индикатор ауқымы, содан кейін аспап өлшеу үшін дайын, «0» күйіне орнатылады. Сонымен қатар секундомер және 1, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120 және 180 секундтан кейін белгіленген индикаторы теру датчик 8 бастаңыз.

Өлшеу аяқталғаннан кейін нәтижесінде алынған люфт, өсті жүктемені жою және жоғарыда сипатталғандай бірдей тәртіппен барлық өлшеуді қайталау.

Бақылау сұрақтары:

1. Ығысу сипаттамаларын анықтау үшін негізгі құралдар қандай?

2. Қандай азық-түлік материалдарында тұтқырлық қасиеттері бар?

3. Кандай азық-түлік материалдардың реологиялық қасиеттерін білесіз?

4. Сырғыма дегеніміз не?

5. Қисық сызыкты сырғыманы калай салады?

6. Материалдың сәттік серпімді деформациясын қалай анықтауға болады?

7. Материалдың серпімділік модулін анықтау?

8. Неге әр түрлі кернеулер кезінде бірнеше қисык сырғымар болады?

Дебиеттер.

1 Мачихин Ю.А., Мачихин С.А., Инженерная реология пищевых материа­лов. М, Легкая и пищевая пром-стъ, 1981, - 215 с.

2 Спандияров Е., Айтышев С.М., Боранкулова А.С. Пластометр для определения вязкоупругих свойств пищевых материалов. Инновационный патент №20635 Республики Казахстан. От 16.01.2009.

3 Спандияров Е. Пластометр для определения реологических свойств высоковязких пищевых материалов. Пловдив, Болгария (15-16 октября 2010) „Хранителна наука, техника и технологии 2010". Научни трудове, Том I, VII. Свитьк 2. 425-427 с.