Realogiyanin əsaslari. Dos. Zeynalova f

Mövzu 3 Axın əyriləri materialların reoloji xassələrini təsvir etmək üçün bir vasitə kimi.   Plan:   1.Deformasiyanın kinetik əyriləri. 2.Nyuton mayeləri. 3.Tiksotrop sistemlər. 4.Laminar axın.

Qida məhsullarının struktur-mexaniki xassələrinin öyrənilməsi üçün ən sadə üsul deformasiyanın kinetik əyrilərinin (axın əyriləri) qurlmasıdır. Bu əyrilərin köməyi ilə materialın bir-birindən asılı olmayan 7 deformasiya xassəsini tapmaq olar: ani elastiklik və elastiki təsir modulu; relaksasiya və elastiki təsir özlülüyü; elastiklik, axma və möhkəmlik həddi. Möhkəmlik həddinin qiyməti mexaniki deformasiya rejimindən asılıdır. Sadalanan sabitlər materialda baş verən deformasiyanı izah etməyə və onun struktur-mexaniki xassələrini kifayət qədər dolğun səciyyələndirməyə imkan verir. Bu sabitlərin alınması qida məhsullarının reoloji xassələrinin öyrənilməsi, eləcə də onların daimi təsir altında deformasiyasının tədqiqi zamanı mümkündür.

Əyrilər formasından asılı olaraq müxtəlif materialların davranışını tənzimləyən qanunları qrafiki təsvir edirlər: (1.9) (1.10)

5

4

3

2

1

τ

τ0

τ0

. Axın əyriləri:

1 – nyuton mayesi; 2 – dilatant maye;

3 – struktur-özlü maye; 4 – qeyri-xətti plastik cisim;

5 – xətti plastik cisim

 

Nyuton mayelərinin əyrisi koordinat başlanğıcından keçən düx xəttdir 1. Düz xəttdən fərqlənən digər əyrilər (2 – 5) qeyri-nyuton mayeləri adlanır. Burada 2 əyrisi, əsasən konsentrasiyalı dispers sistemlərə xas olan dilatant axmanı xarakterizə edir, bu zaman deformasiyanın sürətinin artması ilə «yerdəyişmənin çətinləşməsi» baş verir, nəticədə özlülük artır; 3 əyrisi psevdoplastik axmanı göstərir ki, deformasiya sürətinin artması ilə strukturun dağılması nəticəsində «yerdəyişmənin yumşalması» baş verir. 4 əyrisi xətti plastik axmanı göstərir və yerdəyişmə gərginliyinin son həddi θ0 olduqda bütün plastik cisimlər üçün xarakterikdir. 5 xətti asılılığı binqamov cisimləri üçün xarakterikdir və yerdəyişmə gərginliyinin son həddi θ0 olduqda, ideal plastik axmaya uyğun gəlir.

Tiksotrop sistemlərə dağılmadan sonra strukturun izotermik bərpası, eləcə də deformasiya zamanı onun fasiləsiz dağılması (müəyyən həddə qədər) aiddir Reopeks sistemlər strukturlaşma qabiliyyətinə malikdirlər, beləliklə də ən kiçik sürət qradientinə malik mexaniki təsir zamanı yönləndirmə və zəif burulma nəticəsində hissəciklər arasında rabitə yaranır

τ

а)

τ

θ

б)

Xarakterizə edən axın əyriləri:

а) tiksotrop sistemləri; б) reopeks sistemləri.

Koaqulyasiya tipli psevdoplastik və plastic-özlü dispers sistemlərin əsas xüsusiyyəti yükləmə və boşalma zamanı histerezis ilmələrinin olmasıdır. əyrisi və koordinat oxu arasında olan reoqram sahəsi (müvafiq miqyasda) xüsusi gücü (vahid həcmdə Vt/m3) ifadə edir.

O, nyuton axınının gücündən və verilmiş sürət qradientində strukturun dağılması üçün tələb olunan gücdən ibarətdir. histerezis ilmələrini formalaşdıran iki əyri arasındakı sahəyə mütənasib olan güc, strukturun tarazlıq vəziyyətinə yaxınlaşma dərəcəsini xarakterizə edir.

Bir çox proseslər zamanı məhsul mexaniki təsirlərə (nasoslar, mikserlər və s.) məruz qalır, bununla da onun strukturunun qismən və ya demək olar ki, maksimum dağıdılması baş verir. Buna görə də, praktiki hesablamalarda reoloji tədqiqatların nəticələrindən istifadə edərkən təxmini olaraq, ən azı verilmiş dağıdılma dərəcəsinə uyğun olan axın əyrisi seçilməlidir. Buna uyğun olaraq, müxtəlif proseslərin hesablanmasında gərginlik və deformasiyaların uyğun intervalında müəyyən edilmiş xassələrdən istifadə etmək lazımdır. Məhsulun keyfiyyət qiymətləndirilməsi verilmiş prosesə uyğun olan xassələr üzrə aparılmalıdır.

MÖVZU 4 Qida materiallarının reoloji davranışının mexaniki modelləşdirilməsi   Plan:  1.Reologiyanın əsas modelləri.  2.Hukun ideal –elastik cismi.  3.Nyutonun ideal-özlü mayesi.  4.Sen-Venanın elastik-plastik cismi.

Reologiyada bir-birini inkar edən iki anlayış mövcuddur: «bərk ideal-elastik cisim» və «qeyri-özlü maye». Bərk ideal-elastik cisim dedikdə elə cisim başa düşülür ki, onun taraz forması və gərginlik ani əldə edilir. Əgər maye deformasiya gərginliyi yaratmaq və saxlamaq qabiliyyətinə malik deyilsə, onu qeyri-özlü maye adlandırırlar. Təbiətdə cismin məhdud vəziyyətləri ‒ bərk ideal-elastik cisim və qeyri-özlü mayelər arasında çoxlu sayda aralıq cisimlər mövcuddur.

Qida məhsullarının reoloji xassələrinin öyrənilməsi zamanı rast gəlinə bilən əsas modelləri gözdən keçirək. Bu zaman qeyd etmək lazımdır ki, yalnız dəqiq riyazi qanunauyğunluqlar nyuton mayeləri üçün alınmışdır, bütün qeyri-nyuton hərəkəti üçün yalnız təxmini düsturlar qəbul etmişdir.

Idealizə olunmuş materialların üç aralıq modelləri məlumdur: ideal-elastik cisim (Huk); ideal-özlü maye (Nyuton); ideal-plastik cisim (Sen-Venan). Hukun ideal-elastik cismi. Belə cisimdə deformasiyaya sərf olunan enerji yüklənmə zamanı toplanır və geri qayıda bilər. Huk qanunu ən kiçik deformasiyalarda kristal və amorf bərk cisimlərin, eləcə də mayelərin izotrop genişlənmə, yəni sıxılma zamanı davranışlarını təsvir edir. İdeal-özlü Nyuton mayesi. Belə mayedə gərginlik deformasiya sürətinə mütənasibdir. Özlü axma müxtəlif qüvvələrin təsiri altında baş verir, belə ki, qüvvə azalanda deformasiya sürəti də azalır, yox olduqda isə sıfra bərabər olur. Belə mayelər üçün sabit olan özlülük yerdəyişmə gərginliyinə bərabərdir.

Idealizə olunmuş materialların üç aralıq modelləri (Cədvəl 1.3) məlumdur: ideal-elastik cisim (Huk); ideal-özlü maye (Nyuton); ideal-plastik cisim (Sen-Venan). Hukun ideal-elastik cismi. Belə cisimdə deformasiyaya sərf olunan enerji yüklənmə zamanı toplanır və geri qayıda bilər. Huk qanunu ən kiçik deformasiyalarda kristal və amorf bərk cisimlərin, eləcə də mayelərin izotrop genişlənmə, yəni sıxılma zamanı davranışlarını təsvir edir. İdeal-özlü Nyuton mayesi. Belə mayedə gərginlik deformasiya sürətinə mütənasibdir. Özlü axma müxtəlif qüvvələrin təsiri altında baş verir, belə ki, qüvvə azalanda deformasiya sürəti də azalır, yox olduqda isə sıfra bərabər olur. Belə mayelər üçün sabit olan özlülükyerdəyişmə gərginliyinə bərabərdir.