Технологическое и техническое проектирование
Проектирование машин и линий заключается в многократном разрешении противоречий между потребностями заказчика и технико-экономическими возможностями современного производства.
Процесс проектирования можно представить спиралью, каждый виток которой обязательно проходит все критерии и ограничения, сформулированные в исходных требованиях заказчика и уточненные в ходе дальнейшего проектирования. По мере приближения к окончательному варианту проекта спираль скручивается, отбрасывая все негодные, побочные и малозначащие, а также недостижимые в современных технико-экономических условиях проектные решения, оставляя только рациональные. Будучи воплощены в технической документации, они и составят окончательный проект.
В зависимости от объектов проектирования различают технологическое и техническое проектирование.
Цели технологического проектирования состоят в обосновании производительности и ассортимента выпускаемой продукции, в разработке оптимальной технологической схемы. А также в выборе оптимальных технологических режимов, которые обеспечивают рациональную обработку исходного сырья и выпуск готовой продукции в соответствии со стандартами и техническими условиями.
Задачи технологического проектирования:
теоретическое и экспериментальное обоснование структуры и параметров технологических процессов;
разработка методов контроля качества исходного сырья, промежуточных продуктов и готовой продукции;
анализ результатов предпроектных изысканий и опытно-промышленных испытаний;
анализ решений при рассмотрении всех видов проектной документации.
Задачи технологического проектирования решают инженеры-технологи данного вида производства, т.к. именно они выдают задания на техническое проектирование и конструирование машин, согласовывают результаты выполнения этих заданий на этапах разработки рабочей документации, изготовления и испытания опытного оборудования.
Цель технического проектирования, которое является начальным этапом конструирования – выработка определенной концепции, замысла конструктивного решения технологической части проекта.
Задачи технического проектирования – разработка принципа схемы устройства, его составных частей, выполнение кинематических, силовых и прочностных расчетов.
Техническое проектирование оформляют в чертежах общего вида машин и линий, составных частей, а также в расчетно-пояснительных записках технического предложения, эскизного или технического проекта.
Модели реологических тел
Рассмотрим некоторые основные физико-математические понятия реологии.
Деформация - изменение линейных размеров тела, при котором частицы или молекулы смещаются друг относительно друга без нарушения сплошности тела. Относительная деформация s представляет собой отношение абсолютной l (м) к первоначальным размерам тела l (м), т.е.
.
Деформации могут быть сдвиговыми, одноосными (линейными) и объемными.
Деформации могут
изменяться во времени (с)
при неустановившемся процессе, при
установившемся процессе деформирования
изменение деформации в единицу времени
постоянно. Все это описывается понятием
«скорость деформации»
(1/с):
.
Если деформация под действием конечных сил растет непрерывно и неограниченно, то материал начинает течь. Установившийся режим течения характеризуется градиентом скорости, который по смыслу аналогичен скорости деформации:
,
где – линейная скорость, м/с; х – расстояние по нормали между двумя элементарными слоями, м.
Напряжение – сила Р(Н), действующая на единицу площади F (м)2:
сдвиговое или касательное напряжение (Па):
;
нормальное напряжение (Па):
.
Давление р, или гидростатическое давление, – понятие, аналогичное нормальному напряжению.
Упругость – способность тела после деформирования полностью восстанавливать свою первоначальную форму, т.е. работа деформирования равна работе восстановления. Упругость тел характеризуется модулем упругости первого Е (Па) или второго рода, соответственно при сжатии-растяжении и сдвиге, который входит в закон Гука:
.
Классификация реологических тел. Основные модели идеализированных тел.
Деформацию подразделяют на два вида: обратимую (упругую), которая исчезает после прекращения действия сил; необратимую (вязкую или пластическую), которая не исчезает после снятия нагрузки, при этой деформации часть механической энергии переходит в теплоту.
Рассмотрим основные модели, которые могут встретился при изучении реологических свойств пищевых масс. При этом следует указать, что точные математические закономерности получены только для ньютоновской жидкости; для всех неньютоновских жидкостей выведены только приближенные формулы.
Известны три промежуточные модели идеализированных материалов: идеально упругое тело – тело Гука; идеально вязкая жидкость – тело Ньютона; идеально пластическое тело – тело Сен-Венана.
