5.3. Вариант рабочей программы дисциплины «Инженерная реология»

Специальности: 270900 «Технология мяса и мясных продуктов»; 271100 «Технология молока и молочных продуктов» (ГОС № 22 Тех/дс от 17.03.2000 г.).

Направление 552400 «Технология продуктов питания». Направление подготовки утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации (ГОС № 186 Тех/дс от 23.03.2000 г.).

Факультет технологии пищевых продуктов.

Кафедра теоретической механики.

Курс 3-й.

Семестр 5-й.

Лекции – 18 ч.

Лабораторные занятия – 18 ч.

Самостоятельная работа студента – 34 ч.

Всего – 70 ч.

Зачет – 5-й семестр.

Предисловие

Специфика пищевой промышленности, особенности расчета и конструирования оборудования в первую очередь обусловлены многообразием перерабатываемых в этой области промышленности продуктов. В основе расчета механического оборудования и разработки технологии переработки сырья лежит реология. Инженерная реология пищевой промышленности – это наука о приложении реологии к расчетам и конструированию машин и аппаратов пищевой промышленности, управлению технологическими процессами переработки пищевых продуктов. Реология – это широкая область науки о течении и деформациях реальных тел. Имеется два взгляда на предмет реологии.

Реология в широком смысле – это наука о деформациях и течении различных материалов. В этом определении заключается стремление сравнительно новой науки к обобщению известных сведений наряду с новыми механическими явлениями, эффектами и теориями. При таком взгляде на реологию ее подразделами становятся такие сложившиеся дисциплины, как механика грунтов и сыпучих материалов, сопротивление материалов, гидроаэродинамика, теория упругости, пластичности, ползучести, т. е. дисциплины механического цикла, в которых отказываются от гипотезы абсолютно твердого тела, широко используемой в курсе теоретической механики.

В более узком смысле реология – это наука о деформациях и те-чении материалов, проявляющих существенные отклонения от свойств классических моделей ньютоновских жидкостей, твердых упругих гуковских тел и сенвенановских тел сухого трения. В таком подходе подчеркивается специфический предмет исследования, проясняется практическая причина возникновения новой науки – реологии.

Инженерная реология пищи или пищевой промышленности в том же смысле, что и сопротивление материалов или гидравлика, не представляет собой науку, а является учебной дисциплиной, без знания которой образование инженера пищевой промышленности не является сегодня полным, ибо материалы, переработка которых ведется пищевыми машинами, как правило, не гуковские и не ньютоновские тела и их поведение, в частности сопротивление воздействию рабочих органов, курсами сопротивления материалов и гидравлики не освещается. Подобные курсы реологии читаются во многих зарубежных технических учебных заведениях пищевого профиля.

Инженерная реология пищи дает инженеру необходимые сведения из теоретической реологии, знакомит с результатами реологических испытаний пищевых материалов, методами расчета пищевых машин и аппаратов с учетом реологических особенностей перерабатываемого ими продукта и предлагает принципы объективного приборного контроля качества продуктов и управления технологическими операциями и процессами.

В инженерной реологии пищевых производств можно условно выделить четыре части:

1) общую реологию, или реологию пищевых материалов. Эта часть содержит основные сведения из общей теоретической реологии, отобранные с целевым назначением для инженера-пищевика;

2) реометрию пищевых материалов. В данной части рассматриваются экспериментальные методы, результаты измерения реологических свойств пищевых материалов и особенности их проявления при взаимодействии перерабатываемого продукта с рабочими органами машин и каналами аппаратов;

3) реодинамические расчеты. Эта часть посвящена расчетным моделям, дающим количественную теоретическую оценку результатов взаимодействия пищевых сред с рабочими органами и каналами машин и позволяющим проводить необходимые технологические расчеты машин (производительность, потребная мощность и т. п.);

4) реологические основы оптимизации, интенсификации, конт-роля и управления в пищевой промышленности.

Инженерную реологию пищи целесообразно изучать на последних курсах вуза, поскольку для ее нормального усвоения нужны как знания из курсов высшей математики, теоретической механики, сопротивления материалов, гидравлики, так и из курсов процессов и аппаратов, общей технологии пищевых производств, а кроме того, определенные навыки самостоятельной работы, появляющиеся на старших курсах.

Часть 1. Содержание дисциплины

Раздел 1

Тема 1. Предмет и задачи инженерной реологии.

Лекция № 1 – 2 ч.

Предмет и задачи дисциплины. Роль инженерной реологии в обеспечении контроля, регулирования и управления качеством сырья и готовой продукции. Инженерная реология как наука о деформации и течении материалов. Составные части инженерной реологии. Пищевые материалы как предмет изучения инженерной реологии.

Раздел 2

Тема 2. Научные основы инженерной реологии.

Лекция № 2 – 2 ч.

Общие положения. Понятия и определения. Виды дисперсий. Типы структур и их классификация. Основные термины и определения реологии: аксиомы реологии, деформация, упругость, вязкость, пластичность, адгезия и другие реологические модели простых «идеальных» тел. Основные уравнения напряжений и деформаций «идеальных» тел. Реологические модели сложных реальных тел. Основные уравнения сложных реологических тел. Основные нелинейные эмпирические уравнения напряжений и деформаций для реальных пищевых масс.

Лабораторное занятие (ЛЗ) № 1 – 2 ч.

Самостоятельная работа студента (СРС) – 4 ч.

Работа с учебниками [1, с. 1–14] и [2, с. 5–9] – 3 ч.

Оформление отчета по ЛЗ № 2 – 1 ч.