- •Лекция № 6 реологические (структурно-механические) методы
- •6.1. Теоретические основы метода
- •6.2. Методы измерений и измерительные приборы реометрии
- •Реометры одномерного сдвигового течения
- •Реометры течения Стокса
- •Реометры одномерного осциллирующего сдвигового течения
- •Методы определения консистенции и реологических характеристик материалов на основе комплексного нагружения
- •Контрольные вопросы
Реометры течения Стокса
Реометр |
Вид течения |
Область применения |
Вискозиметр с падающим шариком и широкой трубкой (диаметр шарика во много раз меньше диаметра трубки) |
По закону Стокса вокруг шарика |
Для прозрачных ньютоновских жидкостей с использованием различных шариков
|
Вискозиметр с падающим шариком и узкой трубкой |
По модифицированному закону Стокса около шарика в кольцевом зазоре |
Для прозрачных и полупрозрачных ньютоновских жидкостей |
Вискозиметр с толкаемым шариком и узкой трубкой |
По модифицированному закону Стокса около шарика в кольцевом зазоре |
Для ньютоновских и неньютоновских жидкостей |
Таблица 6.3.
Реометры одномерного осциллирующего сдвигового течения
Тип колебаний |
Рабочие органы реометра |
Область применения |
1 |
2 |
3 |
Вынужденные вращательные с малой амплитудой и переменной частотой |
Плоскость – плоскость, конус – плоскость, коаксиальные цилиндры |
Для количественного определения динамических модулей и постоянных времени вязкоупругих жидкостей |
Вынужденные за счет эксцентриситета оси вращения |
Плоскость – плоскость, эксцентричные цилиндры |
Для количественного определения динамических модулей и постоянных времени вязкоупругих жидкостей |
Свободные вращательные с начальными условиями |
Плоскость – плоскость, конус – плоскость, коаксиальные цилиндры |
Для определения реологических характеристик вязкоупругих жидкостей |
Вынужденные из-за относительного отклонения оси вращения |
Полусфера – полусферическая оболочка, конус – плоскость, цилиндр – цилиндр |
Для количественного определения динамических модулей и постоянных времени вязкоупругих жидкостей |
Для исследования сложных неньютоновских жидкостей применяют методы (Табл.6.4), которые дают быстрые, воспроизводимые результаты измерений. Такие методы приобретают особое значение при исследовании продуктов или полуфабрикатов, реологические свойства которых быстро изменяются вследствие ферментативных, химических или физиологических процессов.
Таблица 6.4.
Методы определения консистенции и реологических характеристик материалов на основе комплексного нагружения
Принцип нагружения |
Измеряемая величина |
Область применения |
1 |
2 |
3 |
Внедрение индентора определенной формы и размеров при заданном усилии и времени внедрения; типичные формы инденторов – конус, шар, полусфера, цилиндрический штифт, игла |
Глубина внедрения по истечении определенного времени, глубина внедрения в равновесном состоянии, кинетика внедрения в течение всего времени измерений |
Для пластичных и упруго пластичных материалов – творог, сыры, сливочное масло и др. в статическом состоянии |
Перемешивание жидкости при определенных траекториях движения, геометрии сосуда, количестве и температуре материала и определенной частоте вращения |
Крутящийся момент |
Для жидких и вязких суспензий, эмульсий, пенообразных масс с малым пределом текучести или при его отсутствии – йогурт, кефир, сметана и т.д. |
Колебательное нагружение с определенной амплитудой и частотой |
Затухание колебаний, резонансная частота |
Для вязких растворов или суспензий – джемы, конфитюры, йогурты и десерты с фруктовыми наполнителями и т.п. |
Замес вязких масс в определенном месильном устройстве при определенных геометрии месильной камеры, количестве и температуре материала, частоте вращения |
Крутящийся момент |
Для вязких и вязкопластичных масс – мороженое, глазурь, творожные изделия и т.д. |
1 |
2 |
3 |
Экструдирование пластичных масс через узкие отверстия определенной геометрии при постоянной скорости экструдирования и температуре |
Давление при определенной скорости экструдирования; количество экструдируемого материала |
Для пластичных и упруго пластичных масс в динамическом состоянии – колбасы, колбасный сыр и т.п. в процессе формирования |
Растекание вязкой массы определенного количества и первоначальной формы при постоянной температуре под действием силы тяжести |
Уменьшение высоты, увеличение площади |
Для малого количества вязких и вязкоупругих масс – мороженое, крем, пасты и т.п. |
