Методы реометрических измерений

Тема 5. Основные положения реометрии

Реометрия (rheometry) - количественное описание реологического поведения тел, в частности их реологических параметров в различных условиях: давления, температуры, скорости сдвига (деформации), длительности движения, состава, влияния химических реакций и т.д.

Совокупность объектов реологических исследований в пищевой промышленности охватывает широкий диапазон агрегатных состояний материалов, начиная от твёрдых тел и кончая маловязкими жидкостями. Это, а также разнообразие целей реологических исследований, требует применения исключительного разнообразия приборов, как по принципу действия, так и по конструктивным особенностям.

Методы физико-химической механики находят все большее применение в различных областях производства пищевых продуктов. Определение структурно- механических свойств пищевых масс связано с необходимостью постоянного технологического контроля производства. Существенные отклонения структурно- механических свойств от принятых норм могут сказаться не только на снижении качества готовых изделий, но и на снижении производительности оборудования при проведении отдельных технологических процессов.

Поэтому основной задачей реометрии является определение изменений свойств материала, происходящих под влиянием тех или иных факторов.

Методы измерения структурно-механических свойств весьма многочисленны, что обусловлено с одной стороны, огромным разнообразием реальных жидкостей и дисперсных систем, а с другой стороны, широким кругом практических условий их течения.

По виду измеряемой величины реологические методы делятся на четыре группы (таблица 3). Эта классификация в определённой мере условна, так как некоторые приборы позволяют варьировать две величины при постоянной третьей.

Первые два метода получили наибольшее распространение, особенно в вискозиметрии.

Первый метод - метод постоянной скоро сти сдвига g = const - реализуется обычно путём применения электромеханического или гидравлического привода. При этом сила сопротивления среды измеряется различными динамометрами.

Второй метод - метод постоянной нагрузки Р = const или М = const - конструктивно значительно проще, так как скорость перемещения или вращения измерительного тела легко измерить обычным секундомером или записать на диаграммной ленте.

При третьем методе измерения постоянная сила нагружения обусловлена неизменной массой подвижной части прибора. Время измерения обычно постоянно (180 - 300 с) и принимается несколько больше, чем период релаксации. На приборах измеряют глубину погружения в материал индентора специальной формы при уменьшающейся скорости, которая в пределе достигает нуля.

Четвёртый метод позволяет по площади диаграммы, получаемой в координатах «сила - перемещение», определить энергию деформирования, а ордината на диаграмме показывает усилие. Кроме того, в приборах этой группы энергия может быть вычислена по мощности, если прибор снабжён самопишущим или показывающим ваттметром или счётчиком.

По классификации М.П. Воларовича реологические методы исследования и приборы можно разделить на:

• интегральные, дающие возможность определять суммарный эффект течения

• дифференциальные, позволяющие непосредственно наблюдать деформацию во времени в каждой точке дисперсной системы при ее течении.

Дифференциальные методы позволяют наблюдать изменение поля напряжений и деформаций во времени при исследовании сложных случаев

течения структурированных систем. При этом наблюдения могут вестись визуально, а также с помощью рентгеноскопии, микрокиносъемки и т. д. Дифференциальные методы позволяют получить лишь качественную характеристику исследуемого явления.

Интегральные методы позволяют наблюдать суммарный эффект течения. В зависимости от условий исследования при помощи модельного анализа в каждом отдельном случае определяют число независимых характеристик механических свойств изучаемой системы, необходимых для решения задачи. Наиболее совершенными являются методы капиллярной и ротационной вискозиметрии, внедрения конуса, продольного смещения пластинки, а также шариковые вискозиметры.

Приборы, используемые в реометрии и служащие для определения структурно-механических характеристик называют реометрами.

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 743; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!