第三章 液体农业物料的流动特性-3-2

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1、总结上节总结上节第二章固体农业物料的流变特性第三章液体农业物料的流动特性第四节固体生物材料的流变特性及其测量第一节农业物料的流动特性一试验样品及其制备四粘弹性参数及测定一流动曲线及其形式二常规力学实验1随时间而变的应力和应变关系1几个基本概念2蠕变试验2单轴压缩实验3应力松弛试验3单轴拉伸实验五模拟实验4剪切实验模拟试验是利用一种或多种5弯曲实验机械试验，模拟人嘴的咀嚼作用或二牛顿流体及其粘度τ=ηγ&三弹塑性参数及测定人手的触觉，作为评价食品质地的三准粘性流体及其表观粘度τ=Kγ&n表观粘度工具以代替人的感官评价。幂函数定律流体Po

2、werLawFluids总结上节第三章液体农业物料的流动特性第一节农业物料的流动特性三塑性流体及准塑性流体1塑性流体(BinghamPlasticFluids)τ=+τη′γ&y2准塑性流体(Herschel-BulkeyFluids)τ=+τγK&nHyHH第一节农业物料的流动特性四触变性和胶变性流体1触变性流体摇溶性流体(Thixotropic)①在剪切速率一定的条件下，剪应力随时间逐渐变小;②在时间为零时剪切应力最大，随时间延长而逐渐减小，并稳定在某一定值;③剪切速率愈大(即搅拌愈剧烈)，剪切应力变化愈大;④一旦在某个时间停止搅

3、拌，剪切应力就又到搅拌开始时的初始值。1第一节农业物料的流动特性四触变性和胶变性流体2胶变性流体震凝性流体(Rheopectic)①在剪切速率一定的情况下，剪应力随时间逐渐变大;②在时间为零时剪切应力最小，随时间延长而逐渐增加，并稳定在某一定值;③剪切速率愈大(即搅拌愈剧烈)，剪切应力变化愈大;④一旦在某个时间停止搅拌，剪切应力就又到搅拌开始时的初始值。根据这些数据，可以选择输送这种饲料的管子直径、压力损失、流量和泵的类型及其功率配备等。第三章液体农业物料的流动特性第二节液体农业物料流动性质的测定从图中可以看出：排泄物中的固体在液体农

4、业物料加工中经常需要测定所加工物料的流动含量为4～6%时，所特性，其目的住往是为了用于质量控制、了解物料的结构以需的输送功率较小。及加工工程方面的应用。流体流动性质测定方法根多，本节主要介绍细管法、旋转法测定原理。2一细管法测定细管法广泛用于各种流体的粘度测定，它可用于从10-4Pas的低粘度到105Pas的高粘度测定。测定原理虽同属细管法，但根据所测粘度范围、测定目的和测定条件等，设计和使用下同结构的粘度计。用于测定较低粘度液体可用玻璃毛细管粘度计，较高粘度或非牛顿流体测定时可用加压型细管粘度计。玻璃毛细管粘度计一般是U形管。加压型

5、粘度计是在毛细管粘度计上加外部压力的方式，当用于牛顿流体的粘度测定时，通过改变各种外部压力，只用一支粘度计就可以作大范围的粘度测定。因此，经常用它测定牛顿粘度和非牛顿流体的流动曲线。1细管状粘度计的种类细管直径：0.1～4mm入口角：15°～90°3一般安装在生产线上，因此，有不同的尺寸2细管法测定原理在细管粘度计内流体受外力作用而通过细管，其粘度可根据流量、外加压力和细管几何尺寸确定。在一定假设：外加压力下，液体粘度愈高则液体在单位时间内流量愈小，只要比较其流量大小即可比较其粘度大小。①液体是不可压缩的，稳定层流;②温度是恒定的；液

6、体的特性不随时间或压力发生变化；③端部效应忽略不计;在壁面上没有滑移，并且没有径向流动和转动。液体在半径为R、长为L的细管中层流，如图所示。图中虚线表示一个假想的圆柱形液体柱，在管子两端压力差△P作用下流动。如果流动是稳定的，则阻碍流体流动的粘性力等于在流动方向引起圆柱移动的力。22Qr==RrR2Qd==Qπππur2dr=udrr＝R时，∫∫00rr==rr∫20ur＝0222222rR==rR222rR=所以：Qu=−=ππrrr

7、r2=0∫∫rr22==00rdu−πrdur推动力Δ=prπ2τπ⋅2rL摩擦力已知，在稳定的层

8、流中，剪切应力是剪切速率的函数，即：du−=rf()τ所以：du=−f()τdrΔprr==0,0时τdrr所以：τ=2LΔpR负号表示剪切应力与相对流动速度方向相反rR==,时ττ=w所以：dQ=u2πrdr2LΔprΔpR所rR=τRr因为τ=τw=τdr=dτ2L2L以：wτw22Qr==RrR2所RQd==∫∫00Qπππrr==urrr2dr=∫20udrdur=−f()τdr=−f()()ττd以：τw4因为rR22==rR22222rR22=分别把牛顿流体、准粘性流体和宾汉姆流体等的流Q=−=ππurrr

9、r2=0∫∫r

10、r22==00rdu−πrdur动曲线带入该式，即可求出相应的流量。RQ132τwdur=−f()τdr=−f()()ττd3=()∫0τf()ττdπτRτww所以：τπΔpR422牛顿流体γτ&=f()=Q=rR=2