Зміст
1. Феноменологічний, експериментальний, аналітичний методи дослідження процесів і апаратів
. Різання
. Гомогенізація
. Вимоги до процесу сушіння зерна
Задачи
Список літератури
1. Феноменологічний, експериментальний, аналітичний методи дослідження процесів і апаратів
Феноменологический метод
Складність процесів харчових виробництв і різноманіття діючих факторів є об'єктивною основою широкого застосування так званих феноменологічних залежностей. Історично склалося так, що велика кількість явищ переносу енергії і матерії апроксимувати залежностями виду
I=aX, (1)
де I - швидкість протікання процесу; а - постійна; X - рушійна сила процесу.
В клас таких явищ потрапили: деформація твердого тіла (закон Гука); рух електричного струму по провіднику (закон Ома); молекулярний перенесення теплоти (закон Фур'є); молекулярний перенос маси (закон Фіка); узагальнені (не тільки молекулярні) закономірності переносу теплоти і маси; втрати енергії при русі рідини по трубопроводу (закони Дарсі і Вейсбаха); рух тіла в суцільному середовищі (закон тертя Ньютона) і т. д. У законах, що описують дані явища, постійні мають фізичний зміст і називаються відповідно: модуль пружності, електричний опір, молекулярна теплопровідність, коефіцієнт молекулярної дифузії, конвективна теплопровідність або коефіцієнт турбулентної дифузії, коефіцієнт тертя Дарсі, в'язкість і т. д.
Звернувши на це увагу, бельгійський фізик російського походження І. Пригожин, нідерландські фізики Л. Онзагер, С. де Гроот та ін. узагальнили ці явища у вигляді співвідношення (1), яке отримало назву феноменологічного, або співвідношення логіки явищ. Воно склало основу феноменологічного методу досліджень, суть якого коротко формулюється так: при малих відхиленнях від стану рівноваги швидкість протікання I будь-якого складного процесу пропорційна рушійній силі цього процесу X. Основна трудомісткість досліджень із застосуванням цього методу полягає у виявленні факторів або параметрів, які є побудниками даного процесу, і факторів, що характеризують його результат. Виявивши їх, зв'язок між ними представляють у вигляді залежності (1), а чисельне значення зв'язує їх коефіцієнта а визначають експериментально. Наприклад, якщо рушійною силою процесу екстрагування є різниця концентрацій? З екстрагується речовини в сировині і в екстрагентів, а швидкість процесу характеризується похідною концентрації цієї речовини С в сировині за часом, то можна записати:
=B? C,
де В- коефіцієнт швидкості екстрагування.
Завжди можна назвати цілий ряд параметрів, що характеризують як рушійну силу, так і результативність процесу. Як правило, вони однозначно пов'язані між собою. Тому феноменологічне рівняння може бути записано в багатьох варіантах, т. Е. Для будь-якої комбінації параметрів, що характеризують рушійну силу і результативність процесу.
Феноменологический метод, будучи формальним, не розкриває фізичної сутності протікають процесів. Однак його широко застосовують внаслідок простоти опису явищ і простоти використання експериментальних даних.
Експериментальний метод
На підставі попереднього аналізу досліджуваного завдання відбирають фактори, що визначальне або суттєвий вплив на шуканий результат. Відкидають фактори, вплив яких на результат мало. Відкидання факторів пов'язано з пошуками компромісів між простотою аналізу і точністю опису досліджуваного явища.
Експериментальні дослідження проводять, як правило, на моделі, але можна використовувати для цього і промислову установку. У результаті експериментальних досліджень, виконуваних за певним планом і з необхідною повторністю, виявляють залежності між факторами в графічній формі або у вигляді розрахункових рівнянь.
Експериментальний метод має такі переваги: ??
? можливість досягнення високої точності виведених залежностей
? висока ймовірність отримання залежностей або фізичних характеристик об'єкта дослідження, які ніяким іншим методом знайти не вдається (наприклад, теплофізичні характеристики продуктів, ступінь чорноти матеріалів та ін.).
Разом з тим експериментальний метод дослідження має два суттєвих недоліки:
? велика трудомісткість, обумовлена, як правило, значним числом факторів, що впливають на досліджуване явище
? знайдені залежності є приватними, що належать лише до досліджуваного явища., а це означає, що вони не можуть бути поширені на умови, відмінні від тих, для яких вони отримані.
Аналітичний метод
Цей метод полягає в тому, що на основ...
