Студопедия — Тема 2. Реологические свойства пищевых продуктов
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тема 2. Реологические свойства пищевых продуктов






 

2.1.Основные виды дисперсных систем

2.2.Реологические свойства пищевых материалов

2.3.Принципы классификации пищевых продуктов

 







2.1.Основные виды дисперсных систем
Вопросы Ответы
43. Чем определяется характер поведения пищевых материалов и что собой представляют эти материалы с позиции структурного строения? Характер поведения различных пищевых материалов при обработке в рабочих зонах машин и аппаратов определяется особенностями их структурного строения. Многие пищевые продукты представляют собой неоднородные дисперсные системы, состоящие из двух частей: сплошной, называемой дисперсионной средой, и входящей в нее в качестве содержимого - дисперсной фазы.  
44. Как классифицируются дисперсные системы по степени дисперсности и агрегатному состоянию?     В зависимости от степени дисперсности системы делят на грубодисперсные (частицы дисперсной фазы менее 10-3 см), микрогетерогенные (10-3…10-5 см) и ультрамикрогетерогенные или коллоидные (10-5…10-7 см). С уменьшением размера частиц растет площадь поверхности и увеличивается поверхностная энергия. В связи с этим в коллоидных системах уменьшается межфазная поверхность и увеличивается плотность распределения частиц, что может привести к неустойчивости структуры, т.е. к уменьшению степени дисперсности из-за соединения частиц. По агрегатному состоянию различают: - (Т-Т)- твердые гетерогенные системы с твердой дисперсной фазой и средой, например, такие, как шоколад; - (Ж-Т) - капиллярные системы с жидкой дисперсной фазой и твердой дисперсионной средой (мармелад, овощи, фрукты); - (Г-Т) - пористые системы, у которых газообразная дисперсная фаза и твердая дисперсионная среда (пастила, зефир); - (Т-Ж) - суспензии, имеющие твердую дисперсную фазу и жидкую дисперсионную среду (различные виды паст); - (Ж-Ж) – эмульсии, имеющие жидкие дисперсную фазу и среду, (молочные продукты); - (Г-Ж) – пены с газообразной дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой (газированные напитки); - (Т-Г) – аэрозоли с твердой дисперсной фазой и газообразной дисперсионной средой (мучная пыль); - (Ж-Г) – аэрозоли с жидкой дисперсной фазой и газообразной дисперсионной средой (туман).  
45. Что представляют собой суспензии?   Суспензии, эмульсии, пены, аэрозоли и порошки относятся к микрогетерогенным системам, которые представляют широкий класс различных пищевых продуктов. Суспензии содержат твердую дисперсную фазу, находящуюся в жидкой дисперсионной среде. Типичным процессом образования суспензии является, например, процесс получения крахмала.  
46. Что представляют собой эмульсии? Эмульсии представляют собой нерастворимые друг в друге жидкие дисперсную фазу и дисперсионную среду, обладающие разными свойствами. Типичными примерами эмульсий служат жидкие молочные продукты. Равномерное распределение дисперсной фазы в среде осуществляется перемешиванием или гомогенизацией. Для повышения стойкости эмульсий к разделению сред из-за слияния капелек дисперсной фазы используют стабилизаторы (поверхностно-активные вещества), которые адсорбируются на поверхности капелек, уменьшая их поверхностное натяжение и препятствуя слиянию. Эмульсии могут течь при очень низких напряжениях, однако дисперсная фаза может образовывать подобие структуры из диспергированных капель, которая будет проявлять себя некоторым падением вязкости. При высоких напряжениях сдвига эмульсия проявляет типичные свойства неньютоновой жидкости  
47. Какие системы относятся к пенам и золям? К пенам относят концентрированные дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой и газообразной дисперсной фазой. Пищевые пены получают интенсивным перемешиванием или взбиванием. Как структурные соединения пены неустойчивы и быстро разрушаются. Для повышения стойкости пен, как и эмульсий, применяют стабилизирующие добавки. Дисперсные коллоидные системы с размерами частицами 10-5…10-7 см относят к золям. Для получения таких коллоидных систем используют ультратонкое измельчение грубодисперсных частиц (получение муки, какао порошка, сахарной пудры, фруктовых и овощных пюре и т.п.) или процесс конденсации (процесс осветления соков). Необходимыми условиями получения коллоидных систем является нерастворимость дисперсной фазы в дисперсионной среде, коллоидная дисперсность дисперсной фазы и повышение агрегативной устойчивости коллоидной системы путем применения стабилизирующих добавок
48. Как классифицируются пищевые продукты по характеру связей между составляющими их элементами? Структуры пищевых продуктов по характеру связей между их элементами подразделяют на два основных класса: коагуляционные и конденсационно-кристаллизационные. Коагуляционные структуры образуются в дисперсных системах путем взаимодействия частиц и молекул через прослойки дисперсионной среды. Системы, у которых с поверхностью частиц прочно связаны фрагменты молекул и способные без утраты этой связи растворяться в дисперсионной среде, относятся к термодинамическим стабильным системам. Эти системы обычно обладают свойством тиксотропии, т.е. способностью к самопроизвольному восстановлению структуры. Коагуляционные структуры могут находиться как в твердом, так и в жидком состоянии. Конденсационно-кристаллизационные структуры характерны для большинства натуральных продуктов, однако, могут образовываться и из коагуляционных структур при удалении дисперсионной среды или при соединении частиц дисперсной фазы в растворах. В процессе образования их прочность увеличивается, после разрушения эти структуры не восстанавливаются. Коагуляционные структуры проявляют свойства неньютоновских жидкостей и изменяют свои характеристики при нагревании, наличии поверхностно-активных веществ, изменении кислотности и других воздействиях. Кристаллизационные структуры обладают повышенной прочностью и упругостью. При нагрузках, превышающих предел прочности, такие структуры разрушаются без восстановления первоначальной формы после снятия нагрузки. Образование и изменение структур различных пищевых продуктов происходит под влиянием различных физических полей и химических реакций. Например, при механическом воздействии пространственная гелевая структура продукта разрушается, и гель превращается в текучий золь. Этот процесс является обратимым. При устранении внешних воздействий на продукт связи между частицами восстанавливаются, и структура вновь будет представлять собой гель. Это свойство структурированных систем называется тиксотропией. К тиксотропным продуктам относятся такие продукты, у которых нарушение структуры происходит в зависимости от времени и от скорости деформации. При постоянной скорости сдвига напряжение сдвига снижается со временем и исходная структура разрушается.  
2.2. Реологические свойства пищевых материалов
49. Какие реологические явления являются наиболее существенными в пищевых технологиях? Моделирование динамического поведения различных пищевых материалов с учетом их реологических характеристик позволяет выбрать оптимальную технологию обработки и разработать рациональные конструкции при проектировании нового технологического оборудования. К важным реологическим явлениям для пищевых технологий можно отнести: - релаксационные явления и явления ползучести при деформировании различных пищевых материалов, - повышение или понижение вязкости в зависимости от скорости деформирования продукта, - переход веществ из твердообразного в текучее состояние при механическом воздействии и обратное отверждение, - эффект последействия при деформировании веществ, - зависимость реологических свойств от электромагнитных полей, - растяжимость высокомолекулярных белковых соединений при деформировании.  
50. Какие особенностями характеризуются свойства пищевого сырья и готовой продукции? Свойства реальных пищевых материалов отличаются большим разнообразием, что затрудняет их классификацию с реологических позиций, поскольку одни и те же материалы могут быть отнесены к различным группам. Например, пасты и кремы могут рассматриваться как коллоидные системы или как многокомпонентные дисперсии. Реологические свойства у различных видов масел и жиров сильно зависят от тепловых воздействий и находятся в диапазоне от вязких жидкостей до вязкопластичной среды с определенным значением предела текучести. Например, многие растительные масла ведут себя как ньютоновы жидкости, а различные спрэды характеризуются отсутствием текучести при небольших сдвиговых напряжениях, что свидетельствует о наличии у них предела текучести. Понятие течения относится к жидкостям, а деформации к твердым материалам. Материалы, обладающие свойствами одновременно жидких и твердых тел, считаются вязкоэластичными или вязкопластичными. Анализ реологических свойств пищевых продуктов показывает, что для них может быть характерно: - упругое и вязкоупругое поведение, - неньютоновские вязкостные свойства, - тиксотропия, - наличие предела текучести. Многие пищевые продукты из-за низкой прочности связей начинают проявлять нелинейное поведение при небольших внешних нагрузках и деформациях. Различие свойств пищевых продуктов обусловлено большим разнообразием структур и химического состава.  
51. На какие виды делятся пищевые продукты по своей структуре? В зависимости от структуры пищевые продукты делятся на твердые, полутвердые и жидкие. Для твердых продуктов характерна кристаллическая (поваренная соль) или аморфная структура (карамельные изделия). Капиллярно-пористая коллоидная структура характерна для таких видов продуктов как хлеб, крупа, макаронные изделия, печенье, ткани мяса, рыбы, плодов и овощей, капиллярно-пористую структуру имеет кусковый сахар. Крахмал, мармелад, желатин - концентрированные студни. К полужидким продуктам относятся пюре, фарш, сгущенное молоко и др. Жидкие продукты (мед, молоко, растительное масло, вино, пиво, соки, напитки и др.) представляют собой коллоидные растворы или эмульсии, суспензии, полярные и неполярные растворы. Большинство пищевых продуктов представляют собой сложные гетерогенные системы.  
52. Какие показатели характеризуют физико-механические свойства пищевых продуктов? К основным физико-механическим свойствам пищевых продуктов относятся форма, геометрические размеры, масса, плотность (объемная или насыпная) и др. Форма плодов и овощей - показатель ботанического вида и сорта. Форма хлебобулочных и кондитерских изделий, сычужных сыров характеризует качество сырья и правильность проведения технологического процесса. Для сычужных сыров, колбасных изделий, макарон, яблок, овощей и других продуктов нормируется размер. Например, рыбу по размеру делят на крупную, среднюю, мелкую и т. д. В партии картофеля ограничивается массовая доля мелких клубней, а для моркови и столовой свеклы не допускаются крупные корнеплоды. Масса единицы продукции устанавливается при оценке качества многих пищевых продуктов. Масса в килограммах устанавливается при определении размера некоторых рыб, при заготовке и реализации свежей капусты (масса кочана) и т.п. Для злаковых зерен и необжаренного кофе показателем качества является масса 1000 зерен, для орехов - 100 шт., для карамели и конфет регламентируется количество единиц в 1 кг. Плотность продукта равна отношению массы к единице его объема, измеряемая в кг/м3. В жидких продуктах определяют относительную плотность - безразмерную величину, которую находят делением массы продукта (при 20°С) на массу равного объема дистиллированной воды при той же температуре. По плотности определяют, например, массовую долю сахара в винограде, содержание поваренной соли в рассолах квашеной капусты и соленых огурцов, крепость спиртных напитков, содержание крахмала в клубнях картофеля (чем больше плотность клубней картофеля, тем больше в них крахмала). С помощью плотности можно оценить химический состав жиров и молока. Например, плотность коровьего молока (1,027 - 1,031 кг/м3) обусловлена массовой долей жира, белков, углеводов и минеральных веществ и при разбавлении водой плотность его уменьшается. Объемную или насыпную массу продукта определяют отношением его массы к занимаемому объему вместе с пустотами и порами. Объемную массу продукта необходимо учитывать при определении емкости тары, складских помещений, размещении продуктов для хранения, при выборе транспортных средств при перевозках. Например, объемная масса картофеля составляет 650 - 700 кг/м3, капусты - 350 - 500, лука репчатого - 550 - 600, зерна пшеницы - 760 кг/м3.
53. На какие группы делятся структурно-механические свойства пищевых продуктов? Структурно-механические свойства пищевых продуктов характеризуют сопротивляемость пищевых продуктов механическому воздействию. Они зависят не только от химического состава, но и от строения (структуры) продукта. Механические свойства продуктов проявляются в процессе обработки пищевых материалов, когда изменяется форма и размер тел под действием внешних сил. При определении реологических свойств продуктов замеряют количество механической энергии, расходуемой в течение времени обработки на создание в продуктах обратимых (упругих) или остаточных (пластических) деформаций, которые характеризуют силы химических связей между молекулами и элементами структуры материала. Эти данные позволяют судить о скорости протекающих в продуктах химических и биохимических процессов. Реологические или структурно-механические свойства характеризуют поведение продукта в условиях напряженного состояния и позволяют связать между собой напряжения, деформации и скорости деформации в момент приложения усилий. В зависимости от вида прикладываемых усилий эти свойства могут быть условно разделены на три группы: сдвиговые, объемные и поверхностные. Сдвиговые свойства характеризуют поведение продукта при воздействии на него касательных напряжений. Объемные свойства определяют поведение продукта при воздействии на него нормальных напряжений. Поверхностные свойства характеризуют поведение поверхностного слоя продукта на границе раздела с другим материалом при воздействии нормальных (адгезия) и касательных (внешние трение) напряжений.  
54. Какими показателями характеризуются структурно-механические свойства пищевых продуктов? К показателям структурно-механических свойств пищевых продуктов относят прочность, твердость, упругость, пластичность, вязкость и др. Прочность продукта характеризует его способность сопротивления механическому разрушению. Данный показатель используется, например, при определении качества макарон, сахара-рафинада, сухарей и других твердых и хрупких продуктов. Твердость продукта зависит от поверхностного сопротивления тела проникновению в него другого более твердого предмета. Для определения твердости на поверхность продукта воздействуют твердым наконечником, имеющим форму шарика, конуса, пирамиды или иглы и о величине твердости судят по величине отпечатка (глубине проникновения и площади), оставляемого измерительным наконечником на поверхности тела. Упругость характеризует способность материала мгновенно восстанавливать свою форму после снятия приложенной внешней нагрузки, а э ластичность - способность восстановления формы через некоторое время. Эти показатели имеют большое значение при определении сроков хранения и условий транспортирования продуктов, а также при определении их некоторых качественных показателей, например, мякиша хлеба, клейковины муки, свежести мяса и рыбы и др. Пластичность - это свойство продукта, характеризуемое получением необратимых деформаций при определенной величине нагрузки. Ползучестью, например, обладают карамельная масса, тестовые полуфабрикаты и другие продукты. Явление ползучести пластичных материалов проявляется в постепенном нарастании деформации без увеличения нагрузки, что характерно для коровьего масла, маргарина, сычужных сыров, мороженого, мармелада, повидла и других кондитерских изделий. Релаксация - это свойство продуктов твердо-жидкой структуры, характеризующее время перехода упругих деформации в пластические при постоянной нагрузке. Определенной величиной релаксации обладают, например, сыр, творог, мышечная ткань, мясной фарш. Поскольку многие пищевые продукты являются многокомпонентными, то каждому из компонентов присуще свое значение времени релаксации. Т.е., функциональным продуктам свойственна как упругая деформация, которая исчезает после снятия нагрузки, так и запаздывающая упругая деформация, для исчезновения которой требуется некоторое время, а также пластическая деформация. Полная деформация материального тела будет представлять суперпозицию этих деформаций. Вязкость характеризует внутреннее трение, возникающее при относительном движении слоев жидких продуктов, таких как сиропы, патока, мед, майонез, соки, растительные масла и другие жидкости. При взаимном движении слоев при деформации сдвига вязкость определяет связь между напряжениями и скоростью деформации. При ламинарном течении многих жидких пищевых продуктов применим закон внутреннего трения Ньютона, согласно которому напряжение сдвига между соседними слоями пропорционально градиенту скорости , где направлено перпендикулярно к направлению потока. Коэффициент пропорциональности называется динамической вязкостью, являющейся постоянной величиной при данной температуре и давлении. Обратная величина вязкости называется текучестью. Интегрирование формулы Ньютона для ламинарного течения жидкости в цилиндрическом капилляре дает закон Хагена-Пуазейля , где - разность давлений по длине капилляра , - объем жидкости, протекающей через капилляр за время . Адгезия (липкость) - это способность продуктов проявлять в различной степени силы взаимодействия (связи) с другим продуктом или с поверхностью тары, в которой находится данный продукт. Свойствами липкости обладают многие пищевые продукты: сливочное масло, сыр, мясной фарш, вареные колбасы, ирис и пр., что нужно учитывать при конструировании рабочих органов машин и назначении технологических режимов обработки. Если отрыв продукта от рабочего органа происходит на границе контакта, то такой отрыв называют адгезионным, если по слою продукта - когезионным, а также смешанным или адгезионно-кагезионным. Для характеристики структурно-механических свойств пищевых продуктов применяют термин «консистенция». Под консистенцией в данном случае понимают комплексный показатель органолептической оценки продукта, характеризуемый совокупностью свойств, таких как вязкость продукта, его липкость, эластичность и пр.  
55. Какими показателями характеризуются оптические свойства пищевых материалов? К оптическим свойствам продуктов относятся прозрачность, цветность, рефракция и оптическая активность. Прозрачность характеризуется способностью продукта пропускать свет. Прозрачность, как показатель оценки, характерна для ликероводочных изделий, пива, минеральных вод, рафинированных растительных масел, столовых виноградных вин, шампанского. Цвет пищевых продуктов обусловлен естественными красящими веществами (пигментами) или добавлением искусственных красителей. Он должен соответствовать виду товара и быть однородным по всей массе. При тепловой обработке цвет продуктов изменяется. По способности преломления луча света судят о качестве некоторых продуктов и количественном составе отдельных его частей, например, массовой доле сухих веществ в томатопродуктах, соках, кофе и др. По оптической активности, т. е. способности вращения плоскости поляризованного луча света, судят о видах сахаров и их количестве в растворе. К оптически активным материалам относятся крахмал, гликоген, сахар, амины, некоторые кислоты и другие вещества
56. Какими параметрами характеризуются теплофизические свойства пищевых материалов? Теплофизические свойства продуктов выявляются при действии на них тепловой энергии. Эти свойства характеризуются теплоемкостью, теплопроводностью, температурой плавления, затвердевания, замерзания. Знание теплофизических характеристик пищевых материалов необходимо для обеспечения качества готовой продукции при тепловой обработке сырья и полуфабрикатов: варке, выпечке, пастеризации, стерилизации, замораживании, размораживании и т.п. Качество многих продуктов определяется скоростью их охлаждения в начале хранения. Теплоемкость - количество тепла, поглощенное телом при нагревании на 1 °С. Теплоемкость, рассчитанная на 1 кг продукта, называется удельной теплоемкостью и выражается в Дж/(кг-град). Она зависит от химического состава, структуры, биологических особенностей и других внешних причин. Низкой теплоемкостью отличаются продукты с большой массовой долей жира. Коэффициентом теплопроводности называется количество тепловой энергии, которая протекает через 1 м2 поверхности продукта на толщину 1 м при разнице температур в 1°С за единицу времени. Вода и продукты с большим содержанием влаги отличаются большей теплопроводностью, чем жиросодержащие, пористые и сыпучие продукты. Продукты с высокой теплопроводностью имеют большую скорость нагрева и охлаждения. Температура плавления жиров несколько выше температуры затвердевания. Эти характеристики используются при изучении состава и качества жиров. Температура замерзания продукта должна учитываться при охлаждении, замораживании и хранении продуктов. Хранение при температуре ниже точки замерзания отрицательно сказывается на качестве молочных продуктов, вин и других напитков.  
57. На что влияют сорбционные свойства пищевых материалов? Сорбцией называется процесс, при котором продуктом поглощаются из окружающей среды пары или газы. Процесс, обратный сорбции, называется десорбцией. Так как при сорбции и десорбции паров и газов происходит изменение качественных показателей пищевых продуктов, то необходимо устанавливать количество поглощаемых газов различными продуктами в зависимости от условий хранения, а также влияние поглощенного вещества на свойства того или иного продукта. Увлажнение продукта происходит в том случае, если давление водяных паров в воздухе превышает давление водяных паров на поверхности продукта в результате испарения части из него свободной влаги. В этом случае продукты поглощают влагу как за счет адсорбции (образования тонкого слоя на его поверхности), абсорбции (путем объемного поглощения гидрофильными веществами), так и в результате капиллярной конденсации (при наличии макро- и микрокапилляров). Поглощение продуктом газов или паров с образованием химических соединений называется хемосорбцией. Десорбция влаги продуктом происходит в том случае, когда давление водяных паров на поверхности продукта будет превосходить давление водяных паров в воздухе. Процессы сорбции или десорбции влаги продуктом идут до приобретения им равновесной влажности, когда давление водяного пара в воздухе и на поверхности продукта становится равным. Гигроскопичность - это способность продукта сорбировать влагу из окружающей среды. Этот показатель зависит от пористости тела и в большей мере от свойств того или иного продукта. Поглощать влагу способны сухие и относительно сухие продукты, такие как сухое молоко, сахарный песок, сухофрукты, чай, кофе и др.  
58. Какими важнейшими сдвиговыми свойствами характеризуются структурированные системы? К важнейшим сдвиговым свойствам структурированных систем относятся: - пластическая и эффективная вязкости и период релаксации; - наибольшая вязкость при скольжении неразрушенной структуры; - вязкость предельно разрушенной структуры; - модули упругости сдвига; - пределы текучести материала; - статическое и динамическое предельное напряжение сдвига; - прочностные характеристики структуры при упруго-хрупком и при пластично-вязком разрушении.  
59. На какие виды делятся пищевые материалы по их реологическому поведению? Классификация дисперсных систем на твердо- и жидкообразные может быть проведена также по характеру изменения эффективной вязкости с увеличением градиента скорости. Существенный интерес представляют продукты, характеристики которых зависят от длительности воздействия напряжения, которые по своему поведению могут быть взаимно противоположны. Пищевые материалы с учетом их реологического поведения под действием внешних факторов могут быть разделены на следующие виды: § Твердые тела, которые в свою очередь делятся на: - абсолютно твердые тела; - упругие твердые тела с линейным поведением, у которых напряжение пропорционально деформации; - упругие тела с нелинейным поведением, у которых коэффициент пропорциональности между напряжением и деформацией является функцией этой деформации; - вязкие твердые тела, описываемые моделями Максвелла, Кельвина и др.; § Вязкоупругие тела: - идеальные жидкости; - вязкие жидкости с линейным поведением, у которых напряжение пропорционально скорости деформации, - вязкие жидкости с нелинейным поведением, у которых коэффициент пропорциональности между напряжением и скоростью деформации является функцией времени и скорости деформации.  
60. Что понимается под идеальным абсолютно твердым телом? Если в физическом теле, несмотря на появление напряжений от действия внешних сил, будут отсутствовать деформации, т.е. , то такое тело является недеформируемым и называется абсолютно твердым или евклидовым телом.  
61. Какими реологическими свойствами обладают упругие твердые тела?   Реологическое поведение упругих твердых материалов характеризуется двумя свойствами – упругостью и пластичностью. Пластичность твердого материала – это его возможность течения при определенных условиях деформации. Упругие твердые тела обладают способностью к упругим обратимым деформациям, т.е. восстановлению своей первоначальной формы после снятия нагрузки без каких-либо временных задержек. Накапливая энергию от работы внешних сил, затрачиваемых на деформацию, тело после прекращения действия сил высвобождает эту энергию и направляет ее сразу же на восстановление формы. Реологическая модель поведения упругого материала основывается на представлении получаемых при измерении данных в виде запасенной энергии или упругого потенциала как функции инвариантов деформации и напряжения. При известном потенциале, как функции деформаций, компоненты тензора напряжений определятся по формуле . Для линейных упругих материалов закон Гука при одноосной деформации растяжения , где - нормальное напряжение, - модуль упругости, - деформация растяжения, - упругая податливость – величина обратная модулю упругости материала. При этом должна учитываться еще одна константа – отношение Пуассона , поскольку при одноосном растяжении высота и ширина образца (поперечное сечение) уменьшаются. Аналогичная линейная зависимость наблюдается при простом сдвиге, когда касательные напряжения пропорциональны деформации сдвига , где - касательное напряжение, - модуль упругости при сдвиге (модуль сдвига), - величина сдвига. Линейная зависимость при гидростатическом сжатии , где - объемный модуль сжимаемости, - объемная относительная деформация. Таким образом, для описания напряженного состояния линейных упругих (изотропных) материалов нужно знать значения двух из приведенных выше констант: - модуль упругости (модуль Юнга), - отношение Пуассона, - модуль упругости сдвига, - объемный модуль сжимаемости: - - - -    
62. Какие особые точки имеются на кривой зависимости напряжения от деформации растяжения для твердых упругих материалов и как они называются? Участок кривой зависимости нормального напряжения от деформации растяжения для упругих материалов соответствует в соответствии с законом Гука линейным упругим деформациям. Ордината точки характеризует величину предела пропорциональности материала. Следующая точка соответствует пределу упругости, после этой точки возникают необратимые деформации - участок соответствует области пластических деформаций. Максимальное напряжение в области пластических деформаций называется пределом текучести. В точке материал разрушается, данная точка называется пределом прочности материала. Различные упругие материалы при растяжении, а также сдвиге или сжатии могут или хрупко разрушаться около точки или переходить от упругих к пластическим деформациям. Характерная кривая зависимости нормального напряжения от деформации растяжения для твердого упругого материала    
63. Что означает нелинейность поведения вязкоупругих пищевых материалов? Некоторые пищевые продукты, например, сыры, отдельные виды теста и др. проявляют пластичность, характерную для твердых тел, и вязкость, как у жидких продуктов. У упругопластичных материалов следующих линейному закону отношение между напряжением и деформацией зависит только от времени, у материалов с нелинейной зависимостью это отношение зависит, кроме того, и от величины напряжения. Нелинейность вязкоупругих свойств означает отсутствие пропорциональности между напряжением и деформацией, т.е. между силовым воздействием на обрабатываемый материал и немедленным ответом на это воздействие. Нелинейное проявление вязкоупругих свойств может быть вызвано разными причинами, например, особенностями деформирования, приводящими к изменению структуры материала в зонах обработки машин, величиной самой деформации, влиянием температуры и другими факторами. Количественная оценка нелинейных эффектов при деформировании различных продуктов зависит от конкретного вида продукта и условий его деформирования и определяется экспериментальным путем. При оценке нелинейности исходят из того, что напряженное состояние в любой момент времени зависит условий деформирования, которые были в прошлом, и что соотношения между напряжениями и деформациями будут эквивалентны для всех материальных точек изотропной среды.  
64. Что понимается под ползучестью упругопластичного материала? Упругопластичные (или вязкоупругие) свойства материалов исследуют на ползучесть или на релаксацию напряжений. Типичная кривая ползучести   Медленное увеличение деформации во времени называется ползучестью, а ее отношение к постоянному напряжению называется модулем ползучести . Кривая , соответствующая начальному периоду деформирования вязкоупругого тела, характеризует переходный режим. Прямой участок соответствует установившейся деформации на интервале времени . В точке при снятии нагрузки полная деформация состоит из двух частей: упругой деформации и остаточной деформации . Различие между вязкоупругим твердым телом и вязкоупругой жидкостью при ползучести заключается в том, что для твердого тела необратимые деформации отсутствуют, а жидкость подвержена течению. На участке мгновенного модуля упругости структура продукта после снятия напряжения полностью восстанавливается , где - мгновенный модуль упругости, поскольку на этом участке структурные составляющие продукта эластично деформируются без разрывов связей. На следующем участке кривой ползучести восстановление идет с разной скоростью, так как деформация приводит к разрыву границ между структурными составляющими продукта. Модуль ползучести для этого участка , где - средний модуль ползучести границ структурных составляющих продукта после разрыва связей, - среднее время задержки восстановления.  
65. Что понимается под релаксацией напряжений? Если телу сообщить деформацию и зафиксировать ее на постоянном уровне, то со временем в материале будет наблюдаться уменьшение напряжений. Такое реологическое поведение материала называется релаксацией (ослаблением) напряжений. В жидкостях напряжения релаксируют от начального значения до нуля, в твердых телах уменьшаются до какой-то остаточной величины, называемой остаточным или равновесным напряжением.  
66. Какие материалы относятся к жидкостям? Материал относится к жидкости: - если он обладает вязким течением и необратимые деформации в нем возникают при любых напряжениях по величине, т.е. жидкость не запасает работу внешних сил и вязкое сопротивление означает диссипацию этой работы, К вязким жидкостям относятся среды, в которых затраченная на их деформирование энергия полностью диссипирует, переходя в тепло; - если часть затраченной на деформирование материала работы сохраняется в виде упругих деформаций, то такой материал может быть отнесен в общем случае к вязкоупругим телам в т.ч. и к вязкоупругим жидкостям; - пластичные материалы могут рассматриваться как жидкости в том случае, если в них необратимые деформации будут наблюдаться после перехода напряжений за предел текучести.  

Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1402. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...

Репродуктивное здоровье, как составляющая часть здоровья человека и общества   Репродуктивное здоровье – это состояние полного физического, умственного и социального благополучия при отсутствии заболеваний репродуктивной системы на всех этапах жизни человека...

СИНТАКСИЧЕСКАЯ РАБОТА В СИСТЕМЕ РАЗВИТИЯ РЕЧИ УЧАЩИХСЯ В языке различаются уровни — уровень слова (лексический), уровень словосочетания и предложения (синтаксический) и уровень Словосочетание в этом смысле может рассматриваться как переходное звено от лексического уровня к синтаксическому...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия