Глава 5. Учебно-методический материал

5.1. Вопросы и задания для самоконтроля и дистанционного обучения по инженерной реологии

1. Что такое реология?

2. Какие виды деформаций рассматриваются в инженерной реологии?

3. Что такое макрореология?

4. Что такое микрореология?

5. Что такое метареология?

6. Назвать наиболее распространенные приборы реологии.

7. Что такое имитационная реология?

8. Описать математически закон упругости Гука.

9. Описать математически закон вязкого течения Ньютона.

10. Объяснить происхождение термина «реология» с позиции греческого языка.

11. Записать формулу Эйнштейна для расчета коэффициента кинематической вязкости суспензии.

12. Назвать фамилии ученых, работы которых посвящены реологии пищевых продуктов.

13. Что представляют собой тензоры деформаций, скоростей деформаций и напряжений?

14. Сформулировать математически закон сохранения вещества дисперсной среды в интегрально-дифференциальной форме.

15. Сформулировать математически закон существования количества движения дисперсной среды в интегрально-дифферен­циальной форме.

16. Сформулировать энергетический баланс элемента дисперсной среды в интегрально-дифференциальной форме.

17. Вывести дифференциальное уравнение движения дисперсной среды в проекциях на промежуточные координаты.

18. Вывести дифференциальное уравнение энергии дисперсной среды в прямоугольных координатах.

19. Вывести из рассмотрения равновесия тетраэдра дисперсной среды тензор напряжений точки.

20. Доказать симметричность тензора напряжений.

21. На основе рассмотрения простого сдвига записать тензор градиентов скоростей сдвига.

22. Показать разложение тензора скоростей сдвига на симметричный и антисимметричные тензоры.

23. Показать аналогичность линейного закона вязкого течения Ньютона, закона упругости Гука, диффузии Фика и теплопереноса Фурье.

24. Дать математическое определение эффективного коэффициента динамической вязкости неньютоновских жидкостей.

25. Дать понятие объемного течения пищевых материалов.

26. Записать закон течения Оствальда де Вале (степенной жидкости).

27. Сформулировать математически обобщенный линейный закон упругости Гука.

28. Дать определение идеальной невязкой жидкости Паскаля и абсолютно твердого тела Эвклида.

29. Дать определение реологически стационарных материалов.

30. Дать определения явлений тиксотропии и реопексии.

31. Дать понятие эффекта Пойнтинга.

32. Записать четыре-пять наиболее часто встречающихся реологических уравнений течения пищевых материалов.

33. Нарисовать типовые реограммы сдвигов течения сред Ньютона, Оствальда де Вале, Шведова–Бингама, Гершеля–Балкли.

34. Изобразить механическую модель и записать математическое реологическое уравнение вязкоупругой среды Максвелла.

35. С помощью модели вязкоупругой среды Максвелла описать процесс релаксации напряжений.

36. Изобразить механическую модель и записать математическое реологическое уравнение вязкоупругой среды Кельвина–Фойгта.

37. Показать использование интегральных уравнений для описания процессов вязкоупругих деформаций материалов.

38. Назвать основные зависимости операционного исчисления, используемые для описания вязкоупругого поведения материалов.

39. Дать определение ядра интегрального уравнения теории линейно-наследственной ползучести из опыта на ползучесть при постоянном напряжении.

40. Дать определение основных одноэлементных механических и математических моделей пищевых сред.

41. Привести несколько примеров построения комбинированных механических и математических реологических моделей пищевых сред.

42. Изложить основные идеи микрореологии.

43. Изложить принцип классификации реометров и методов реологии Рейнера, Воларовича, Боурна, Гуськова.

44. Дать обзор принципов действия реометров и пояснить по таблице функциональную систему классификации приборов в реометрии.

45. Сформулировать аксиому реологии о разнообразии свойств реальных пищевых материалов.

46. Объяснить связь между параметрами реометра и реологическими свойствами исследуемых материалов.

47. Дать понятие абсолютной приборной активности реологических свойств пищевого материала.

48. Пояснить, как теория распознавания образов и теория приборно-инвариантной реометрии могут быть применены в реометрии, на примере опытов с коническим пластометром Ребиндера.

49. Сформулировать три принципа приборно-инвариантной реометии.

50. Дать понятие имитационной реологии.

51. Сформулировать три теоремы теории подобия.

52. Сформулировать -теорему анализа размерности.

53. Показать применение -теоремы анализа размерности на примере отсекания пластин с получением критериев Рейнольдса, Эйлера и Фруда.

54. Пояснить проблему инженерных расчетов, возникающую при описании экспериментальных реологических данных, с помощью интерполяционных формул в виде ортогональных систем функций.

55. Объяснить основную идею метода наименьших квадратов математической обработки результатов реометрии.

56. Изложить метод средней обработки данных реометрии для получения реологических параметров уравнений течения Ньютона, Шведова–Бингама, Оствальда де Вале, Гершеля–Балкли и Кэссона.

57. Дать вывод формулы Пуазейля для течения неньютоновской жидкости в трубе.

58. Вывести уравнение Рабиновича для определения скоростей сдвига на стенке капиллярного вискозиметра по результатам измерения объемного расхода и перепада давлений.

59. Вывести формулу Пуазейля на основе вариационного принципа возможных мощностей для голономных диссипативных сплошных сред.

60. Вывести формулу зависимости объемного расхода от перепада давлений в трубе для степенной жидкости.

61. Как с помощью консистентных переменных Рейнера получить реодинамическое уравнение сдвигового течения?

62. Как с помощью консистентных переменных Рейнера произвести реодинамический расчет трубопровода?

63. Вывести формулу Маргулеса для определения коэффициента динамической вязкости на ротационном вискозиметре.

64. Описать теорию ротационных вискозиметров с использованием интегральных уравнений Вольтерра, разработанную Павловским.

65. Изложить теорию конических пластометров Ребиндера.

66. Показать с помощью предельного перехода, что при больших углах при вершине конуса формулы Аграната–Воларовича–Широкова и Арета совпадают.

67. Изложить теорию анализа пускового режима реометров.

68. Показать применение формулы Стока в теории вискозиметров с падающим шариком типа Гепплера.

69. Указать ориентировочные значения коэффициентов динамической вязкости различных пищевых сред.

70. Вывести формулу распределения скоростей ламинарного течения неньютоновской жидкости в трубе прямоугольного сечения.

71. Вывести формулу объемного расхода жидкости при течении в трубе прямоугольного сечения.

72. Изложить упрощенную теорию расчета червячных нагнетателей.

73. Изложить уточненную теорию расчета червячных нагнетателей.

74. Изложить метод расчета экструдеров по методу совмещенных расходно-напорных характеристик на примере червячного экструдера.

75. Изложить проблему формосохранения изделий пищевой промышленности на основе реометрии.

76. Задача Рейнольдса–Релея о движении наклонной пластины в дисперсной среде.

77. Сформулировать задачу о течении дисперсных сред под собственным весом по наклонной плоскости.

78. Составить одну контролирующую программу по инженерной реологии из четырех заданий.

79. Произвести поиск ресурсов Интернета по реологии, создать сайт и зарегистрировать его в поисковых машинах Интернета.