食品的力学性质教学文案.ppt

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1、食品的力学性质由外部应力而产生的变形，如除去其应力，则物质恢复原状，这种性质称为弹性（Elasticity）。把这种可逆性变形称为弹性变形（elasticdeformati-on），而非可逆性变形称为塑性变形（plasticdeformat-ion）。流动主要表示液体和气体的性质。流动的难易与物质本身具有的性质有关，把这种现象称为粘性（Viscosity）。流动也视为一种非可逆性变形过程。实际上，某一种物质对外力表现为弹性和粘性双重特性（粘弹性）。这种性质称为流变学性质，对这种现象进行定量解析的学问称为流变学。牛顿将粘度定义为所加应力与流动梯度

2、的比例。StationaryPlateMoveablePlateA=Areacm2A=Areacm2X=DistanceF=Force(dynes)剪切力（ShearStress）剪切率(ShearRate)粘度*假定:板的长度远大于板的间距。流变学介绍定义IRheologyintroductionI切变应力与切变速率在流速不太快时，可将流动着的液体视为互相平行移动的液层叫层流（如下图），由于各层的速度不同，便形成速度梯度du/dy，这是流动的基本特征。uy表征体系流变性质的两个基本参数：1.在单位液层面积上施加的使各液层间产生相对运动的外力称

3、为剪切应力，简称剪切力（shearigforce）,单位为N/m2，以表示。2.剪切速度（rateofshear），单位为S-1，以表示。漆刷的速度Estimatethevelocityofthepaintbrush=50cm/sec油漆的厚度Estimatethethicknessofthelayerofpaintbeingapplied=y=0.01cm剪切率计算Calculateshearrate=50cm/sec0.01cm=5,000sec-1Example:刷油漆Shearrateofapplyingpaintwithabrush:

4、vy剪切率SHEARRATERANGE&PRACTICALAPPLICATIONS第二节流变性质一．牛顿流动牛顿粘度定律：纯液体和多数低分子溶液在层流条件下的剪切应力（σ）与剪切速度（ε）成正比。遵循该法则的液体为牛顿流体。式中，μ——粘度或粘度系数，是表示流体粘性的物理常数。单位为泊，1P=0.1N·S·m-2，SI单位中粘度用Pa·S或Kg/(m·s)表示。粘度系数除以密度ρ得的值ν（ν=μ/ρ）为动力粘度（SI单位为㎡/S）。下表中表示制剂研究中常用的各种液体在20℃条件下的粘度。根据公式得知牛顿液体的切变速度ε与切变应力σ之间如下图所

5、示，呈直线关系且直线经过原点。(a)牛顿流动9牛顿液体的特点：①一般为低分子的纯液体或稀溶液；②在一定温度下，牛顿液体的粘度为常数，它只是温度的函数，随温度升高而减小。二．非牛顿流动实际上大多数液体不符合牛顿粘度定律，如高分子溶液、胶体溶液、乳剂、混悬剂、软膏以及固-液的不均匀体系的流动。把这种不遵循牛顿粘度定律的物质称为非牛顿流体，这种物质的流动现象称为非牛顿流动。非牛顿流体的剪切速度和剪切应力的变化规律，经作图后可得四种曲线的类型：塑性流动、假塑性流动、胀形流动、触变流动。对于非牛顿流体可以用旋转粘度计进行测定。11流变曲线:以切变速率为纵

6、坐标，切应力为横坐标作图，所得曲线为流变曲线或流动曲线。A-牛顿流体；B-塑性流体；C-假塑性流体；D-胀性流体；E-触变性流体.（一）塑性流动(plasticflow)塑性流动的流动曲线：曲线不经过原点，在横轴S轴上的某处有交点，得屈伏值（yieldvalue）或降伏值。当切变应力增加至屈伏值时，液体开始流动，切变速度和切变应力呈直线关系。液体的这种性质称为塑性流动。引起液体流动的最低剪切应力为屈伏值σ0：μp——塑性粘度（plasticviscosity）；σ0——屈伏值、致流值或降伏值，单位为dyne·㎝-2。(b)塑性流动13塑性流体的

7、结构变化示意图塑性流动的特点：不过原点；有屈伏值σ0；当切应力σ<σ0时，形成向上弯曲的曲线；当切应力σ>σ0时，切变速度ε和切应力呈直线关系。塑性流动的特点幂率流体-假塑性(non-Newtonian-Pseudoplasticfluid)-粘度随剪切率升高而减小PerformanceofthePseudoplasticfluidmaterialwhichdisplaysadecreaseinviscositywithincreasingshearrate蛋黄酱、血液、番茄酱、果酱,蒸煮过的淀粉糊，纤维类溶液，乳液，有不少油墨，包括其它许多高

8、分子溶液。16假塑性流体的结构变化示意图幂率流体-胀性(non-Newtonian-fluid)胀性流体表现为粘度随剪切率升高而增大Performan