2. Резание дисковым ножом

Рассмотрим схему работы дискового ножа (Рис. 13), который разрезает однородный материал толщиной .

Рис. 13. Схема сил, приложенных к ножу

Нижняя и верхняя поверхности разрезаемого куска материала отсекают у ножа углы и . Сила, приложенная к элементу дуги , определяется выражением:

,

где – удельная сила резания на кромке ножа;.

Вертикальная и горизонтальная составляющие силы определяются каки.

Выразив через заданные величины и получим:

,

.

Момент элементарной силы относительно оси ножа:

,

или

.

Конечные значения вертикальной и горизонтальной составляющих силы резания, приложенной к кромке ножа, определяются по формулам:

Полная сила:

.

Момент на валу дискового ножа от силы резания определяется по формуле:

Анализ выражений - позволяет сделать следующие выводы:

1. С увеличением движущая сила резания и момент на валу дискового ножа уменьшаются.

2. С увеличением толщины разрезаемого материала повышаются сила резания и момент на валу.

3. При постоянной толщине материала и скорости подачи для данного ножа момент на валу уменьшается во столько раз, во сколько раз увеличивается линейная скорость ножа.

Момент сил трения разрезаемой части материала о боковые поверхности дискового ножа (заштрихованная часть Рис. 14), составляет:

,

где - толщина двухскосного ножа;– коэффициент трения; – модуль упругости; – длина деформируемых слоев материала.

Рис. 14. К расчету сил трения, приложенных к боковым плоскостям дискового ножа

Для всего разреза материала момент сил трения относительно оси ножа определяется суммированием моментов :

Суммарный момент, приложенный к ножу, составляет . Отношение скоростей широко используется при описании резания дисковыми ножами и принимается . Исходя из конструкторских соображений, рекомендуется принимать(см. Рис. 13). В этом случае.

3. Процессы перемешивания пищевых продуктов

Перемешивание пищевых продуктов в жидкой среде применяют для получения суспензий и эмульсий. При смешивании пластичных и сыпучих материалов ставится задача получения однородной массы основного вещества с различными твердыми, жидкими и пластичными добавками.

При перемешивании ускоряются тепловые, диффузионные и биохимические процессы.

Качество перемешивания характеризуется степенью (равномерностью) смешивания фаз. Степень смешивания фаз (величина ) во всем объеме смесителя выражается уравнением:

где – число проб, в которых ; - положительные разности концентраций в смесителе, определяемые по формуле; – концентрация частиц в смеси при идеальном (полном) смешивании, определяемая по формуле(здесь – объем распределяемых в основной массе твердых частиц; – плотности соответственно твердых частиц и основной массы в смесителе; – объем основной массы, например, жидкости, в смесителе); – число проб, в которых; - отрицательные разности, определяемые по формуле .

Равномерность смешения может изменяться от 0 до 1. При полном смешении .

Интенсивность перемешивания оценивается отношением полезной затраченной мощности () к объему смеси ():

где - диаметр смесителя; - высота заполнения смесителя жидкостью.

В бытовых условиях при переработке и приготовлении пищевых продуктов применяют в основном устройства для перемешивания жидких сред и пластичных масс [1, 2].