Определение расхода энергии и его влияния на температуру
Подводимая электрическая мощность, необходимая для гомогенизации, выражается следующей формулой:
ПРИМЕР
Контрольные вопросы: 1. Что такое процесс гомогенизации? 2. Назовите методы определения эффективности гомогенизации? 3. Каким образом гомогенизация влияет на структуру и свойства молока? 4. Как рассчитывается эффективность гомогенизации? 5. В чем заключается технология разрушения жировых шариков? 6. Какие требования предъявляют к процессу гомогенизации? МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Лабораторная работа №4 Тема: «Изучение режимов резания»
Введение Резание - процесс разрушения целостности материала с приданием ему заданных размеров и формы и качества обрабатываемой поверхности. Кинетика процесса заключается в разрушении слоя материала непосредственно под режущей кромкой инструмента. При этом работа, совершаемая режущим инструментом, расходуется на упругое и пластическое деформирование слоя материала, называемого граничной зоной, и на преодоление сил трения инструмента о разделяемые части материала. Однако для вязко-пластичных материалов, обладающих неволокнистой структурой, применение пластинчатых ножей неэффективно из-за больших потерь на трение (до 60% усилия резания). Это и определяет необходимость применения струнных режущих устройств, кинетика которых близка в большей степени к кинетике формования и рассматривается задачей теории пластичности о вдавливании гладкого выпуклого штампа в пластический слой, лежащий на плоском основании.
Цель работы: 1. Определить эмпирические коэффициенты в процессе резания рубящей струной вязко-пластичных тел. 2. Изучить работу струнных режущих устройств. Струнные режущие у ст ройс тва по относительному перемещению продукта и режущего инструмента могут быть выполнены в трех вариантах: 1. резание струной без движения материала; 2. резание неподвижной струной движущегося материала; 3. совместные движения струны и материала. По принципу действия струнные режущие устройства классифицируют на устройства рубящего и скользящего действия, с применением вибрации и с подогревом струны. Процессы классифицируют: 1) По назначению – для резания хрупких, упругих и вязкопластичных материалов; 2) По принципу действия – периодический, непрерывный, комбинированный; 3) По виду режущего инструмента – пластинчатые, дисковые, струнные, гильотинные, роторные, ультразвуковые, лазерные, струйные; 4) По характеру движения режущего инструмента – вращательные, поворотные, возвратно-поступательные, вибрационные; 5) По виду крепления материала – со свободным или принудительным креплением. Процесс резания заключается в разрушении слоя материала, прилежащего к режущей кромке. Этот слой носит название граничной зоны. Граничная зона составляет для различных материалов от 0,2 до 4 мм. И подразделяется на две зоны – зоны пластической и упругой деформации (Рис.1).
Р – усилие резания, S – разделенная поверхность, м2; f – коэффициент трения.
Выбор режущего устройства зависит от реологических свойств материала, т.е. скорости сдвига, вязкости, пластичности и упругости. Эти параметры позволяют предопределить качество среза, угол заточки инструмента, соотношение скоростей и сил подачи инструмента и продукта.
Режущие устройства (ножи), так же как и процессы, классифицируют по форме и конструкции инструментов и по форме режущей поверхности. А так же по характеру резания – давлением, ударом или строганием; по способу резания – статический (перемещение инструмента нормально к продукту), скользящий (под наклоном к продукту).
При рассмотрении способов резания выводятся основные параметры процесса, которые можно разделить на динамические, силовые, геометрические и определяющие качество среза. К динамическим параметрам относят скорость резания:
где
Качество среза определяется коэффициентом скольжения ножа, выражаемом соотношением скоростей движения ножа в нормальном и тангенциальном направлениях:
Оптимальным скользящим резанием считается резание, при котором коэффициент скольжениястремится к единице, а угол наклона приближен к 450. Таким образом, можно сделать вывод, что коэффициент скольжения является функцией угла наклона режущей кромки ножа к продукту. Этот угол получил название угла скольжения ножа.
Качество поверхности определяется для большинства пищевых продуктов визуально либо фотометрическими методами при разработке нового оборудования. Силовые параметры: Сила резания: -для нормального резания:
где n – число поверхностей контакта; F1 – сила лобового сопротивления, Н; F2 – сила бокового сопротивления вдоль режущей кромки ножа, Н; F3 – сила бокового сопротивления на разделяющей поверхности ножа, Н; Fтр1, Fтр2 – сила трения продукта о поверхность ножа, Н;
b – угол заточки ножа. -для скользящего резания:
- Усилие резания: ℓ – толщина разреза (толщина разрезаемого продукта), м. Усилие резания для мясных продуктов колеблется в пределах 50…300 Н/см, для молочных продуктов – 3…10 Н/см. Исключением для молочных продуктах является сыр, усилие резания которого составляет 25…30 Н/cм. Силовые характеристики можно так же рассматривать, как реологические функции, приняв, что силы лобового и бокового сопротивления являются функциями вязкости и пластичности, а силы трения – вязкости и адгезионных свойств. В результате большое разнообразие реологических свойств определяет и соответствующее разнообразие режущих устройств. Геометрическими параметрами являются угол заточки, угол скольжения, толщина ножа, угол резания. Последний является кинематическим коэффициентом и зависит от угла заточки и угла скольжения.
Для резания упруго-пластичных материалов, каковыми являются мясо и сыр, применяют на производстве ленточные и роторные ножи с углом заточки от 15о до 30о. Для вязко-пластичных материалов (мясные фарши, творог, плавленые сырки) применяют струнные и гильотинные ножи. Гильотинные ножи имеют угол заточки от 10о до 25о. Для интенсификации процесса резания часто используют подогрев режущего инструмента. Это в свою очередь положительно отражается на качестве поверхности. Эффект тепловой интенсификации предусматривает взрывной переход свободно и адсорбционно-связанной жидкой влаги в пар, сопровождающийся спеканием пор на поверхности раздела продукта. Данное явление используется в лазерных технологиях для влагосодержащих продуктов. Порядок работы 1. Ознакомиться с устройством установки; 2. Уяснить порядок проведения испытаний; 3. Измерить температуру оттемперированного образца перед нагружением; 4. Измерить диаметр режущей струны; 5. Определить предел текучести материала, то есть минимальное усилие, соответствующее температуре протекания процесса, при котором материал начинает пластически разрушаться;
6. Экспериментально определить скорость резания при минимальном усилии резания и построить график протекания процесса, 7. Определить скорость резания при превышении предельного усилия в 1,5...5 раз и построить напорно-скоростной график; 8. Результаты занести в журнал наблюдений,
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|