- •Котова н.А.
- •«Математическое моделирование технологических машин»
- •Теория подобия и физическое моделирование процессов
- •Понятие о подобии физических явлений
- •Понятие об обобщённых безразмерных величинах
- •Первая теорема подобия
- •Вторая теорема подобия
- •Метод размерностей
- •Экспериментальное определение констант критериального уравнения
- •Третья теорема подобия
- •Моделирование и виды моделей
- •Процессы обработки пищи
- •Основные технические свойства пищевого сырья и продуктов
- •Процессы измельчения пищевых продуктов
- •Дробление
- •Резание
- •Резание пластинчатым ножом
- •Резание дисковым ножом
- •Процессы перемешивания пищевых продуктов
- •Перемешивание жидких и пластичных масс
- •Пенообразование и взбивание
- •Расчёт перемешивающих устройств
- •Процессы получения соков
- •Процессы обработки пищи сверхвысокочастотной энергией
- •Взаимодействие переменного электромагнитного поля с пищевыми продуктами
- •Свч печи
- •Параметры свч-нагрева
- •Оптимальная загрузка свч-печи
- •При доведении до температуры кулинарной готовности:
- •Тепловая обработка пищевых продуктов в свч-поле
- •Разогрев
- •Размораживание
- •(Масса 0,5 кг, мощность 2 кВт): 1 – судак; 2 – говядина тушеная; 3 – курица в белом соусе
- •Свч размораживатели
- •Свч сублиматоры
- •Процессы обработки пищевых продуктов и жидкостей
- •Выпечка
- •Уборочные процессы
- •Процессы удаления пыли и очистки изделий
- •Определение пыли.
- •Основные свойства пыли
- •Коагуляция пыли
- •Основные закономерности движения и осаждения пыли
- •Гравитационное осаждение
- •Осаждение под действием центробежной силы
- •Инерционное осаждение
- •Осаждение частиц пыли в электрическом поле
- •Фильтрация через пористые материалы
- •Мокрая очистка
- •Термофорез
- •Очистка изделий от пыли в быту
- •Механическая чистка изделий
- •Пневмомеханическая чистка изделий
- •Пневматическая чистка изделий
- •Процессы очистки газов, жидкостей и растворов
- •Процессы очистки газов
- •Процессы очистки жидкостей и растворов
- •Отстаивание и осаждение
- •Отстойное центрифугирование
- •Флотация
- •Фильтрование
- •Общая характеристика процесса
- •Гидравлическое сопротивление зернистого или пористого слоя при фильтровании
- •Фильтрование под действием перепада давлений
- •Фильтрование под действием центробежной силы
- •Ультрафильтрация и обратный осмос
- •Процессы кондиционирования помещений
- •И лучи тепловлажностных процессов
- •Процессы мойки бытовых изделий и посуды
- •Процессы облагораживания воздуха
- •Общие понятия о микроклимате
- •Вентилирование
- •Безразмерные характеристики различных типов вентиляторов
- •Электроотопление
- •Процессы химической чистки изделий
- •Обработка изделий струями жидкостей
- •Процессы обработки изделий из тканей
- •Процессы стирки
- •Моющий процесс при стирке
- •А) сферическая мицелла, б) пластинчатая мицелла
- •Динамика перемещения ткани во вращающемся барабане
- •Теория активаторного процесса стирки
- •Теория отжима белья
- •Процессы сушки изделий из тканей
- •Процессы фильтрации растворов
- •Теория фильтрования с образованием осадка
- •Теория фильтрования без образования осадка
- •Процессы влажно-тепловой обработки тканей
- •Процессы соединения тканей
- •Подача материалов в швейных машинах
- •Подача ниток в швейных машинах
- •Прокалывание материалов иглой
- •С материалом при прокалывании
- •Соединение ткани ниточным способом
- •Рабочие органы универсальной швейной машины
- •Процесс образования челночного стежка
- •Образование стежка на швейной машине с вращающимся челноком.
- •В зависимости от соотношения натяжения ветвей ниток
- •Процесс образования цепного (петельного) стежка
- •Образование однониточного цепного стежка на тамбурной машине с вращающимся петлителем.
- •(Римские цифры – положения отверстия)
- •Образование двухниточного петельного стежка на машине с колеблющимся крючком.
- •Расход мощности в процессе работы универсальной швейной машины
- •Процессы получения холода
- •Естественное и искусственное охлаждение
- •Влияние холода на пищевые продукты
- •Нахождения в замороженном состоянии :
- •Вспомогательные средства холодильного хранения продуктов
- •Термодинамические основы процессов трансформации тепла
- •Замораживание
- •Охлаждение
- •Домораживание
- •Способы получения низких температур
- •Расширение газов
- •Дросселирование
- •Эффект Пельтье и Ранка-Хильша
- •Вибрация
- •Колебания механических систем
- •Подавление вибрации
Резание
Под резанием понимают разделение первоначального продукта на части, в большинстве случаев имеющие определенную форму, размеры и качество среза. Применительно к пищевым продуктам резание должно осуществляться без образования отходов.
Условно различают два способа резания: статический - режущий инструмент перемещается перпендикулярно лезвию и скользящий - режущий инструмент перемещается по двум взаимно перпендикулярным направлениям: перпендикулярно и параллельно лезвию. Первый способ называют рубкой, а второйрезкой.
Резание можно подразделить на три основных вида: резание пуансоном, резание резцом и резание ножом (Рис. 10).
Рис. 10. Виды резания:
а – пуансоном; б - резцом; в – ножом
Работа, затрачиваемая на резание, складывается из работы предварительного сжатия (первая стадия) и полезной работы (вторая стадия). В соответствии с формулой Горячкина:
.
Работа сжатия:
,
где – условный модуль сжатия материала лезвием ножа; – высота сжатого слоя;– первоначальная высота слоя материала.
Полезная работа:
,
где - усилие резания.
Усилие резания, отнесенное к единице длины ножа, называют удельным. Так, для моркови оно по результатам эксперимента составляет 1400-1600 Н/м, для свеклы - 900-1600 Н/м, для картофеля - 600-700 Н/м, парного мяса – 5000-8000 Н/м.
Теоретическим путем определение полной работы резания весьма затруднительно, так как условный модуль сжатия определяется только экспериментально. Значение зависит от технологических свойств материала, вида ножа, усилий, оказываемых на него, и других факторов.
Основным технологическим свойством материала при резании является его податливость разрезанию под действием режущего инструмента. Величину, обратную податливости, называют негоскальпическимсвойством материала.
Для конструирования резательных машин и устройств, а также для выбора наиболее выгодной геометрии режущей кромки инструмента необходимо знать зависимость усилий резания от толщины ножа, формы и угла заточки кромки. Помимо этого, геометрия режущего инструмента значительно влияет на гладкость среза.
Резание пищевых материалов обобщено А.Н.Даурским и Ю.А.Мачихиным [3], которые рассматривают отдельно резание пластинчатым, дисковым ножами и струной. В бытовой кухонной технике наиболее часто применяют первые два способа.
В приведенных ниже моделях резания авторы [3] делают ряд допущений:
1) разрезаемый материал однороден;
2)нож движется с постоянной скоростью;
3) прилегающие к наклонным граням слои материала перемещаются в перпендикулярном направлении к плоскости ножа и стеснены в перемещении;
4) материал обладает упругими свойствами;
5) коэффициент трения ножа о разрезаемый материал постоянный.
Резание пластинчатым ножом
В основу модели положена следующая схема сил, препятствующих внедрению ножа в материал при действии на него движущей силы (Рис. 11).
Рис. 11. Схема действия сил в модели резания материала
К препятствующим силам относятся:
1. - сила, приложенная к острию ножа. Она постоянна, зависит от негоскальпических свойств материала, остроты заточки инструмента, пропорциональна длине резанияLи определяется только экспериментально.
2. - сила, приложенная к наклонной грани ножа. Она является силой сопротивления материала раздвижению слоев в направлении, перпендикулярном к оси ножа. Эта сила изменяется от (в момент врезания) до (в момент, когда вся наклонная грань ножа войдет в материал). По закону Гука сила, деформирующая образец по нормали к наклонной грани ножа, составляет:
,
где - модуль упругости разрезаемого материала; - длина сжимаемых слоев материала в направлении оси .
При полном врезании наклонной грани .
3. - сила трения на наклонной грани ножа. Она определяется как , где - коэффициент трения материалов.
4. - сила трения на боковой поверхности ножа. Она определяется как, где - сила, приложенная к боковой поверхности ножа со стороны сжатых слоев материала. Эта сила изменяется от (в момент вхождения боковой поверхности ножа в материал) до (в момент, когда нож войдет в материал полностью на всю ширину лезвияh). По закону Гука .
При полном врезании ножа , а.
5. - сила инерционного сопротивления раздвигаемых при резании слоев материала, которая определяется по формуле:
,
где - масса перемещаемого при резании материала; - скорость движения ножа; - время резания.
В расчетах вместо полной силы удобнее пользоваться удельной силой, отнесенной к длине резания (). Приняв это во внимание и разложив полную силу резания на составляющие, получим описание процесса резания для ножа с двусторонней заточкой, графически представленное на Рис. 12.
Рис. 12. Графическая интерпретация модели резания
1-й этап. При нарастании удельной силы резания от 0 до внедрения ножа в материал не происходит:.
2-й этап. При нарастании удельной силы от до , где
, происходит внедрение в материал наклонных граней ножа.
3-й этап. При нарастании удельной силы от до , где, происходит внедрение в материал ножа на всю ширину лезвия.
4-й этап. Резание с постоянной силой:
.
Нож всей шириной лезвия находится внутри разрезаемого материала.
На 4-м этапе резания полное уравнение имеет вид:
,
где - удельная (отнесенная к единице площади разреза) приведенная масса пришедшего в движение материала.
Формула содержит три параметра, определяемых экспериментально: , и . Модель предполагает их постоянство для одного и того же образца материала, т.е. не учитывает возможную неоднородность разрезаемого пищевого продукта.