Реферат №2 «Тағам массаларының реология негіздері» пәнінен Тақырыбы: Капиллярлы визкозиметрлердің теориясы Тобы: тпрп-22. 09
жүктеу/скачать 298,49 Kb.
|
ДИНА РЕОГОЛОГИЯЯ[1]
| I.НЕГІЗГІ БӨЛІМ
Капиллярлы вискозиметрлер ет-сүйек сорпалары мен қорытылған майдың, қанның, күнбағыс пен соя миицелдерінің, сабын ерітіндісінің, бадам жəне арахис майының, кондитер майының крахмалды жүгерінің, өсімдік майының тұтқырлығын анықтау үшін қолданады. Азық-түлік өнімдерінен көргеніміздей, капиллярлы вискозиметр материалдардың мінездемесін, тұтқырлығын өлшеуге негізделген. Капиллярлы вискозиметрдің теориясы: сұйықтың қабырға дағы жылдамдығы нөлге тең, өнім сығылмайды жəне реологиялық сипаттамалары ұзындық пен уақытқа байланысты болмайды. Алайда, өнімнің қабырғаға қатысты сырғу жылдамдығы нөлге тең болмайтын жағдайлар кездескен. Теорияға сүйенер болсақ, мысалы, ағым индексі нөлге тең болатын деңгейлік сұйықтар «стерженьді» тəртіп қозғалысында барлық масса стержень құсап жылжып, сұйықтықтың ағымы орташа көлемдік жыл дамдыққа тең болады, ал жылдамдық градиенті шексіздікке ұмтылады. Капилляр вискозиметрлерде алынған мəліметтердің ғылыми негізі жəне нысанасы болып, ағым турбулизациясының болмауы табылады. Қозғалыс тəртібі ламинарлы немесе құрылымды болуы керек. Қозғалыс тəртібі Рейнолдс критериімен анықталады. pdw/ η мұндағы: d – құбыр диаметрі; м ρ – сұйықтың тығыздығы, кг\ ; η– сұйықтың тұтқырлығы, Па\с. Рейнольдс критерийі 150-ден аспауы тиіс, ал сұйықтардың ағу жылдамдығы 100-ден аз болмауы керек. Барлық капилляр вискозиметрлерде тəжірибе кезінде, зерттелетін сұйықтың шығыны мен капиллярдағы қысымның төмендеуі тұрақты беріледі. Тұрақты шығыны болатын вискозиметрлерде капилляр арасындағы қысымның төмендеуі, ал тұрақты қысым болса, тамақ материалының шығыны есептелінеді. Бұл құралдарда тамақ материалы капилляр арқылы ағады. Капилляр өлшемі, қысымның төмендеуі мен ағын жылдамдығына байланысты тұтқырлық анықталады. Барлық капилляр: материалды зерттейтін сыйымдылық, калибрленген капилляр, ағын жылдамдығы мен температурасын анықтайтын құрылғыдан тұрады. Капиллярлы вискозиметрде ротационды вискозиметрге тəн кемшіліктер болмайды. Капиллярлы вискозиметрде жаңадан жіберілген сұйықтық ығысуға ұшырап, бөлінген жылу материалмен бірге өтеді. Ал ротационды вискозиметрде зерттелетін материал зерттеу аяқталғанша бір саңылауда тұра береді. Капиллярлы вискозиметрдің теориясы ротационды вискозиметрге қарағанда, кейінірек пайда болды. Бір кездері капиллярлы вискозиметрде материалдың ығысуы кезінде реологиялық құрамын анықтауға болмайды, себебі капиллярда ротационды вискозиметрге қарағанда, материалдардың ығысып өтуі біркелкі немесе біркелкі емес болады деп тұжырымдаған. Капиллярлы вискозиметрдің теориясын: біркелкі (инерция күші нөл) қозғалысын түзу (ортадан тебу күші нөл), горизонталь құбырда (ауырлық күші нөл) қарастырады.[1] Бөлініп алынған цилиндрдің шеткі бетінің жанама кернеуі: θ=(p/2l) r p – цилиндр торциондық қысымының төмендеуі, Па l – цилиндр ұзындығы, м r– цилиндр радиусы, м 1-сурет. Вискозиметрлердің жіктелуі Капиллярлы вискозиметр құбыры U – тəрізді болып, бір жағына капилляр орналасады. Олардың айырмашылығы мынада: Убеллоде құбырында (2 а-сурет) сұйық құбыр ішінде таралуы үшін бір бөлікте міндетті түрде қысым немесе сиреу жіберу керек, ал Оствальд құбырында (2 ə-сурет) сұйықтың 1-бөлігінен 2-бөлігіне ағу үшін гидростатикалық қысымның көмегі қажет. Капилляр құбыры тік орналасқандықтан тұтқырлығы жоғары сұйықтықпен жұмыс істеу қиын. 2-сурет. Капиллярлы вискозиметрлер а – убеллоде; ə – Оствальд; 1 – капилляр арқылы өтетін сұйықтардың мөлшерін өлшейтін сыйымдылық; 2 – капилляр; 3 – сұйықтарды жинау сыйымдылығы 3-суретте Гепплердің вискозиметрі көрсетілген; онда құбырдың қисайған құбыр ішіне шар салынып, олардың арасында кішкене саңылау болады. Зерттелетін сипаттамалар шардың түсу уақытымен анықталады. Кемшілігі: тəжірибе кезінде құрылымы бұзылғандықтан, зерттеулердің нəтижесін анықтауға мүмкін болмайды. [1] Капиллярлы вискозиметр əдісін қолдану арқылы жоғарғы сыйымдылықты заттардың реологиялық қоспасын зерттеу кең қолданыс тапты (əртүрлі пластмасса, конфет массасы, т.с.с.) Капиллярлы вискозиметр тəжірибелерінде p қысымның төмендеуінен Q шығынының тəуелділігін анықтайды. Егер тəжірибе бір капиллярда жасалса, капилляр қабырғасындағы ығысу кернеуі мына формуламен есептелінеді мұнда:
L – Капилляр ұзындығы n – соңғы эффектінің есепке алуы 3-сурет. Гепплердің шар тəрізді вискозиметрі 1 – шыны құбыр, 2 – шар, 3 – сұйықты термотұрақтандыруға арналған цилиндр. 4 – термометр, 5 – құбырдағы сұйықтықты шығаратын резеңкелі тығын, 6 – қысатын гайка, 7 – артық сұйықты жинау шы, 8 – тығыздаушы сақина, 9 – қақпақ, 10 – подставка, 11 – сұйық тықты жіберетін штуцер.[1] Əртүрлі ұзындықта, бір радиусты екі капиллярлы əдіс қолданса, онда τ – мына формуламен табылады: Ығысу жылдамдығы γ (капиллярдың қабырғаларында) мына формуламен есептелінеді: АКВ – 3 жəне АКВ – 5 автоматты вискозиметрлер кең таралған. Құбыр (4-сурет) зерттелетін көлем массасы сақталатын камера (2) мен капиллярдан (1) тұрады. Камераға массаны капилляр арқылы өткізетін шток (3) кіріп, серіппенің (5) көмегімен төмен түседі. Сынақ алдында серіппе (5) бұраманың (6) көмегімен сығылады, ал ол болса, втулканың (8) жəне тұтқаның (7) көмегімен жылжиды. Синхронды қозғалтқыш (10) көмегімен (9) барабандағы штоктың айналуын қарандашты (4) ұстағыш тіркеп отырады. Алынған қисық бойынша, зерттелетін массаның тұтқырпластикалық қасиетін анықтаймыз. Капиллярлы вискозиметрдің басты артықшылығы болып шынайы технологикалық үдерістерді модельдеу табылады. Сондықтан бұл əдістер сығу арқылы қалыптауда, əртүрлі ұзындық пен ішіндегі каналдар бойынша тасымалдауда, сонымен қатар технологиялық факторлар əсерінен өнімнің реологиялық тəуелділік сипаттамалаларын алу кезінде кең қолданыс тапқан. Белгілі болғандай, көптеген тамақ материалдары аз тұтқырлы қасиет көрсетіп аз кернеулі сұйықтар құсап аға алмайды. Сынақ жүргізу үшін массаны капилляр арқылы еріксіз ағатындай етіп жағдай жасауымыз керек. Тəжірибе каппилярда артық қысым көмегімен ағып, каппиляр қимасы арқылы массаның шығынын анықтауға негізделген. 1.2 Капиллярлы визкозиметрде өлшеу әдістемесі және материалдардың мінездемесін есептеу Осы əдістеме сынақ қабырғаларын пайдалану арқылы төмендегі шамаларды анықтап, қолдану салаларын қарастырады: 4-сурет. Капиллярлы визкозиметр АКВ – 5. 1.Геометриялық факторлар: сызықты өлшемдер (құбырдың ұзындығы l жəне диаметрі d т.б.) Пластикалы тұтқыр өнімдердің ағынын зерттеген кезде, қондырғының өлшемі өндірістік өлшемге жақын болуы керек. Егер өндірістік өлшемнен кіші болса, ағын қимасындағы жылдамдықтың таралуы жеткіліксіз болып, құрылым дəрежесінің бұзылуы олардың барлық тік өлшемнің шағын өлшеуі кезінде анықталады. [1] Геометриялық факторлар сызықты өлшеумен анықталады, ал кіші диаметрлі капиллярлар үшін (милиметр немесе шағын милиметр) эталонды сұйық бойынша градуировкамен немесе арнайы əдістермен, мысалы, əйнекті капиллярды (шарикті) сынаппен толтыру жолымен жəне өлшемдерді микроскоп көмегімен немесе сынаптың массасы арқылы анықталады. 2.Кинематикалық факторлар: орташа жылдамдық (ω,м/с) арнасындағы ағындар, өнімнің қимасы бойынша жылдамдық пен деформацияның таралуы, көлемдік (Vс,м3с), салмақтық (G,H/с ) немесе массалық (Mс, кг/с) секундтық шығындар. Жыл дамдықты (шығын) шығын өлшеуішпен немесе көлемді мас салық əдіспен, шығын теңдеуі арқылы анықтайды: Vc Мұндағы: F – арнасының қима ауданы, м2 ρ– өнімінің тығыздығы, кг/м3 g – ауырлық күшінің жылдамдығы (9, 8 м/с2) 3.Динамикалық факторларға: арна басындағы қысым р (Па), (арна бойымен қысымының жоғалуы) немесе кедергі жатады. Олар ереже бойынша тəуелді ауыспалы болып, арнайы датчиктерде тəжірибе жасаумен анықталады. Шынайы тұтқыр сұйықтық қысымының төмендеуі бірінші дəрежеде ламинарлық тəртіп – 1,75, турбулентті тəртіп – 2 болғандағы шығынына пропорционал болады. Ал коагуляциалы – тиксотропты құрылымның ағымы кезінде қысымының жоғалуы n дəрежедегі жылдамдыққа, яғни ағын индексіне пропорционал болады. Бұл индекс көптеген тамақ өнімдері үшін 0,1 – 0,3 кейбір кездері (Кессонды орта үшін) 0,5. Сондықтан, егер жылдамдық пен шығынды гидравликада көрсеткендей қысымның функциясы түрінде көрсетсе, шығынды есептеу кезінде қателіктер болу мүмкін. Динамикалық факторларға реологиялық қасиеттерді де жатқызуға болады. Егер тығыздық көптеген тамақ өнімдері үшін жеке көрсеткіштер ретінде есептелмесе, орта есептік аралықта 0,5 +0,5 өзгермесе, онда ол гидравликаның шынайы мінездемесі болып табылады. 4.Энергетикалық факторлар: энергетикалық шығын немесе қуаттың өсуі, диаграммалық таспа ауданы бойынша өздігінен жазатын аспаптармен анықталады. 5.Техникалық факторлар: температура, құрғақ заттардың кон центрациясы, дисперстік фазаның бөлшегінің өлшемі, өнімге алдын ала берілетін механикалық немесе жылу əсерінің дəрежесі жəне т.б. Бұл жерде температураның түрленуі, аспапты құрастыру бойынша, яғни өніммен толтырылған аспапты термостатқа орнату қарастырылады.[1] жүктеу/скачать 298,49 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|