- •1. Теория подобия и физическое моделирование процессов 6
- •Теория подобия и физическое моделирование процессов
- •Понятие о подобии физических явлений
- •Понятие об обобщённых безразмерных величинах
- •Первая теорема подобия
- •Вторая теорема подобия
- •Метод размерностей
- •Экспериментальное определение констант критериального уравнения
- •Третья теорема подобия
- •Моделирование и виды моделей
- •Процессы обработки пищи
- •Основные технические свойства пищевого сырья и продуктов
- •Процессы измельчения пищевых продуктов
- •Дробление
- •Резание
- •Резание пластинчатым ножом
- •Резание дисковым ножом
- •Процессы перемешивания пищевых продуктов
- •Перемешивание жидких и пластичных масс
- •Пенообразование и взбивание
- •Расчёт перемешивающих устройств
- •Процессы получения соков
- •Процессы обработки пищи сверхвысокочастотной энергией
- •Взаимодействие переменного электромагнитного поля с пищевыми продуктами
- •Свч печи
- •Параметры свч-нагрева
- •Оптимальная загрузка свч-печи
- •При доведении до температуры кулинарной готовности:
- •Тепловая обработка пищевых продуктов в свч-поле
- •Разогрев
- •Размораживание
- •(Масса 0,5 кг, мощность 2 кВт): 1 – судак; 2 – говядина тушеная; 3 – курица в белом соусе
- •Свч размораживатели
- •Свч сублиматоры
- •Процессы обработки пищевых продуктов и жидкостей
- •Выпечка
- •Уборочные процессы
- •Процессы удаления пыли и очистки изделий
- •Определение пыли.
- •Основные свойства пыли
- •Коагуляция пыли
- •Основные закономерности движения и осаждения пыли
- •Гравитационное осаждение
- •Осаждение под действием центробежной силы
- •Инерционное осаждение
- •Осаждение частиц пыли в электрическом поле
- •Фильтрация через пористые материалы
- •Мокрая очистка
- •Термофорез
- •Очистка изделий от пыли в быту
- •Механическая чистка изделий
- •Пневмомеханическая чистка изделий
- •Пневматическая чистка изделий
- •Процессы очистки газов, жидкостей и растворов
- •Процессы очистки газов
- •Процессы очистки жидкостей и растворов
- •Отстаивание и осаждение
- •Отстойное центрифугирование
- •Флотация
- •Фильтрование
- •Общая характеристика процесса
- •Гидравлическое сопротивление зернистого или пористого слоя при фильтровании
- •Фильтрование под действием перепада давлений
- •Фильтрование под действием центробежной силы
- •Ультрафильтрация и обратный осмос
- •Процессы кондиционирования помещений
- •И лучи тепловлажностных процессов
- •Процессы мойки бытовых изделий и посуды
- •Процессы облагораживания воздуха
- •Общие понятия о микроклимате
- •Вентилирование
- •Безразмерные характеристики различных типов вентиляторов
- •Электроотопление
- •Процессы химической чистки изделий
- •Обработка изделий струями жидкостей
- •Процессы обработки изделий из тканей
- •Процессы стирки
- •Моющий процесс при стирке
- •А) сферическая мицелла, б) пластинчатая мицелла
- •Динамика перемещения ткани во вращающемся барабане
- •Теория активаторного процесса стирки
- •Теория отжима белья
- •Процессы сушки изделий из тканей
- •Процессы фильтрации растворов
- •Теория фильтрования с образованием осадка
- •Теория фильтрования без образования осадка
- •Процессы влажно-тепловой обработки тканей
- •Процессы соединения тканей
- •Подача материалов в швейных машинах
- •Подача ниток в швейных машинах
- •Прокалывание материалов иглой
- •С материалом при прокалывании
- •Соединение ткани ниточным способом
- •Рабочие органы универсальной швейной машины
- •Процесс образования челночного стежка
- •Образование стежка на швейной машине с вращающимся челноком.
- •В зависимости от соотношения натяжения ветвей ниток
- •Процесс образования цепного (петельного) стежка
- •Образование однониточного цепного стежка на тамбурной машине с вращающимся петлителем.
- •(Римские цифры – положения отверстия)
- •Образование двухниточного петельного стежка на машине с колеблющимся крючком.
- •Расход мощности в процессе работы универсальной швейной машины
- •Процессы получения холода
- •Естественное и искусственное охлаждение
- •Влияние холода на пищевые продукты
- •Нахождения в замороженном состоянии :
- •Вспомогательные средства холодильного хранения продуктов
- •Термодинамические основы процессов трансформации тепла
- •Замораживание
- •Охлаждение
- •Домораживание
- •Способы получения низких температур
- •Расширение газов
- •Дросселирование
- •Эффект Пельтье и Ранка-Хильша
Прокалывание материалов иглой
При прокалывании материала на элементарную площадку иглы (Рис. 125, а) действуют элементарные силы прокола и упругости материала , а также нормальное давление и сила трения , направленная по касательной к поверхности иглы.
Элементарная площадка:
.
Спроектировав силы , и (результирующая сил и ) на оси координат, получают следующие уравнения равновесия:
или
Поделив первое уравнение на второе, находят:
Элементарную силу выражают через напряжение смятия материала , действующее в нормальной плоскости его сечения:
.
Рис. 125. Схема прокалывания материала:
a – действие сил на иглу; б – положение иглы в материале
Заменяя его значением по формуле , получают:
.
После подстановки этого выражения в уравнение :
Интегрируя уравнение в пределах изменения угла (от 0 до ), окончательно получают:
,
где ; .
Так как при прокалывании материала игла входит в него сначала своим острием, а затем цилиндрической частью, сила прокола складывается из суммы сил прокола острием и цилиндрической частью .
Значения этих сил находят интегрируя выражение в пределах, определяющихся толщиной материала , длиной острия и величиной выхода острия из материала (Рис. 125, б):
.
Учитывая, что для цилиндрической части , , :
.
Кроме того, за счет желобка на цилиндрической части иглы происходит уменьшение сопротивления материала, тогда, введя поправочный коэффициент:
Общая сила прокола:
.
При небольших деформациях (что имеет место во время прокола материала) приближенно можно считать напряжение смятия пропорциональным относительной деформации:
где – модуль упругости материала; – относительная деформация материала.
,
где – абсолютная деформация.
Следовательно, . Используя это выражение и учитывая, что , а <0,05 для применяемых игл, после преобразований получают:
.
Это уравнение выражает текущее значение силы прокола от момента входа острия в материал до его выхода из материала (в этот момент сила имеет максимальное значение, когда ). При этом:
.
После подстановки выражения в уравнение :
.
Так как ,
.
Приведенные формулы показывают, что максимальная сила прокола материала возрастает при увеличении всех основных параметров иглы и материала , , , .
С увеличением угла заточки максимальная сила прокола возрастает только на тонких материалах (на толстых она почти не изменяется). Следовательно, толстые иглы, предназначенные для соединения толстых материалов, могут иметь угол заточки острия больший, чем тонкие. Чистота обработки поверхности иглы и подбор соответствующих номеров игл имеют первостепенное значение для улучшения прокалывания материалов различной толщины.
Иглы для сшивания кож имеют острие в виде режущего лезвия, что способствует снижению силы трения при прокалывании материала (игла меньше раздвигает материал и в основном разрезает его, разрушая волокна, ослабляя действие сил упругости волокон на ее цилиндрический стержень).
Динамический эффект при прокалывании материала иглой состоит в том, что слой материала по мере прохождения его иглой последовательно приобретает скорость от точки прокола, направленную перпендикулярно оси иглы. По мере удаления частиц слоя материала от иглы скорость их движения постепенно уменьшается до нуля примерно по закону параболы.
Коэффициент динамичности:
,
где ( – отношение радиуса концентрической окружности на параболической эпюре скорости, где последняя принимает значение, равное нулю, к радиусу иглы) – коэффициент затухания скорости; – плотность прокалываемого материала; – скорость иглы; – диаметр иглы; – угол заострения иглы.
Из данной формулы следует, что коэффициент динамичности возрастает с увеличением плотности прокалываемого материала, толщины и скорости движения иглы.
Работа и мощность в процессе прокалывания зависят соответственно от пути (хода) и скорости движения иглы.
Уравнения пути, скорости и ускорения иглы определяются схемой механизма иглы и законом движения ведущего звена.
Для центрального кривошипно–шатунного механизма иглы (Рис. 126) ход иглы:
.
Ход иглы в большинстве швейных машин составляет 27– 50 мм. Его определяют исходя из расположения челнока по отношению к платформе (когда игла ниже плоскости платформы ), толщины материалов и расстояния .
Ход иглы ниже плоскости платформы:
,
где – расстояние от острия иглы до центра отверстия (ушка), равное 2–6 мм; – ход иглы, необходимый для образования петли, зависящий от свойств нитки и материала и равный 2–5 мм; – расстояние от верхнего положения острого конца челнока до уровня платформы, равное 8–12 мм.
Толщина сшиваемых материалов зависит от вида изделия; например, толщина деталей верха обуви может быть до 10 мм.
Расстояние определяет ход иглы в материале и продолжительность пребывания в нем:
.
Рис. 126. Схема взаимодействия кривошипно–шатунного механизма иглы