Обзор методов и способов измерения физико-механических параметров рыбы
105 до 6•105 Н/м2.
Численное значение коэффициента динамической вязкости определяли,
основываясь на следующем. Из рис. 9 видно, что вначале деформация тела рыбы
происходит только за счет мгновенного модуля упругости Е0 (участок AB), а
затем за счет совместного действия запаздывающего модуля упругости и
вязкости (участок ВС). Постепенно криволинейная зависимость практически
переходит в прямолинейную (участок CD). Если полагать, что на участке CD
деформация происходит только за счет вязкости, то можно из графика
определить коэффициент динамической вязкости:
[pic] (6)
Определив на участке CD тангенс угла наклона, можно найти коэффициент
динамической вязкости.
ЖЕСТКОСТЬ РЫБЫ
Надежность работы рыбообрабатывающих машин в значительной степени
зависит от структурно-механических свойств рыбы. Тело рыбы после засыпания
проходит три стадии изменении: до посмертного окоченения, посмертное
окоченение и автолиз. Каждой стадии посмертных изменений соответствуют свои
показатели структурно-механических свойств мышечной ткани рыбы. Эти
изменения характерны как для свежей рыбы, так и для замороженной, а затем
размороженной. С изменением структурно-механических свойств рыбы изменяются
силы взаимодействия между рыбой и рабочими органами машин, поскольку
изменяется площадь контакта, обусловливающая силы трения.
До настоящего времени структурно-механические характеристики в основном
оцениваются органолептическим методом. Рыбу сдавливают пальцами и оценивают
ее консистенцию. Не достатком такого метода оценки структурно-механических
характеристик мышечной ткани является его субъективность. К. тому же нет
количественных показателей, оценивающих консистенцию тела рыбы.
Был предложен критерий оценки структурно-механических свойств тела
рыбы, названный жесткостью. При органолептическом исследовании консистенции
мышечной ткани человек сжимает тело рыбы, совершая работу, по величине
которой и судят о консистенции тела рыбы. Для получения количественного
критерия совершаемой работы необходимо, чтобы сжатие рыбы совершала машина
и при этом весь процесс сжатия рыбы можно было записать на ленту.
Исследование жесткости тела рыбы проводилось на тех же приборах и с теми же
приспособлениями, что и в случае определения допустимого удельного
давления.
Тензометрическая головка автоматического пресса IS-5000 позволяла
фиксировать усилия от 0,01 до 50000 Н. Скорость перемещения траверсы пресса
принималась равной 10 мм/мин, а скорость перемещения ленты — 20 мм/мин. Как
было указа но выше, рыба является упруговязким телом. Известно, что при
большой скорости деформации упруговязкие тела ведут себя как упругие. Для
проявления как упругих, так и вязких свойств рыбы была выбрана скорость
деформации тела рыбы, равная. 10 мм/мин.
Исследования по определению жесткости тела рыбы проводили в следующей
методической последовательности. Рыбу укладывали в приспособление для
сжатия с заранее выбран ной площадью пластин. Выбирая площадь пластин,
исходили из формы тела рыбы, при этом необходимо было обеспечить
максимальный первоначальный контакт между пластинами и мышечной тканью тела
рыбы. Чаще всего применяли пластины размерами 20х30 мм, 20х50 мм и 30х80
мм.
Запись самописца автоматического пресса в координатах усилие —
деформация для трех различных видов рыб представ лена на рис. 10. По оси
ординат указано усилие, действующее на тело рыбы, в ньютонах, а по: оси
абсцисс – деформация тела рыбы в миллиметрах. На участке БВ кривой сжатия
рыбы, по-видимому, не обеспечивается полный контакт между пластинами и
телом рыбы, поэтому целесообразно работу, затраченную на сжатие тела рыбы,
определять, начиная с точки В. Работу сжатия для всех исследованных видов
рыб определяли при 5-миллим-етровой деформации (участок BE). За
штрихованная на рис. 10 площадь и представляет собой работу, затраченную на
сжатие рыбы.
[pic]
Рис. 10. Запись самописца при сжатии тела рыбы:
1 — ставрида; 2 — скумбрия; 3 — сардинелла.
Если определять работу сжатия для различных рыб при разной деформации, то
вели чины работы будут не соизмеримы.
Под жесткостью тела рыбы понимается отношение работы по сжатию тела
рыбы при 5-миллиметровой деформации к площади сжимающих пластин:
[pic] (7)
где С — жесткость тела рыбы, Н/м; А — работа по сжатию тела рыбы, Н•м; F —
площадь сжимающих пластин, м2.
Этот критерий оценки структурно-механических свойств рыбы назван
жесткостью в связи с тем, что его размерность сов падает с размерностью
жесткости, общепринятой в технике.
Из рис. 10 видно, что чем меньше сопротивляемость сжатию тела рыбы, тем
меньше угол наклона кривой к оси абсцисс, а следовательно, меньше и работа
сжатия. Так как из трех видов рыб (ставриды, скумбрии, сардинеллы)
наибольшая работа затрачивается на деформацию тела ставриды, то,
следовательно, и жесткость тела ставриды будет наибольшей. Для некоторых
видов рыб, например кильки, определить экспериментально работу сжатия при 5-
миллиметровой деформации практически невозможно, потому что вся толщина
тела рыбы не превышает 5 мм. В этом случае для получения соизмеримых
значений жесткости можно пересчитать работу при 5-милиметровой, на работу
при 5-миллиметровой деформации. На рис. 11 показана работа при деформации
?1 и ?.
Если предположить, что площадь фигуры ABC можно заменить треугольником,
то:
[pic] (8)
Треугольники ABC и AB1C1 подобны и, следовательно:
[pic] (9)
[pic] [pic] (10)
тогда
[pic] [pic] (11)
Поскольку работа сжатия рыбы описывается площадью фигур S1 и S, то
[pic] (12)
где A –работа сжатия рыбы при 5-миллиметровой деформации; ? – 5-
миллиметровая деформация; А1 – работа при деформации, меньшей 5-
миллиметровой; ?1 –деформация, при которой определяется работа A1
Таким образом, представляется возможным сделать пересчет работы сжатия
при любой деформации тела рыбы, меньшей 5-миллиметровой, на 5-миллиметровую
деформацию.
|Таблица 2 |
|Рыба |Жест|Сред|Коэф|
| |кост|нее |фици|
| |ь |квад|ент |
| |тела|рати|вари|
| |рыбы|чн. |ации|
| |, |откл|, % |
| |Н/м2|онен| |
| | |ие, | |
| | |Н/м2| |
|Килька |224 |35 |16 |
|Мойва |172 |39,8|23 |
|Салака |52 | |16 |
|Сардина|79 |8,3 |16,3|
| |72 |12,8| |
|Сардине|78 | |16 |
|лла |96 |12 |13 |
|Скумбри| |10 |20 |
|я | |19 | |
|Ставрид| | | |
|а | | | |
Эксперименты по определению жесткости тела рыбы проводили на рядовой
рыбе, выловленной и замороженной на промысле, а затем размороженной перед
проведением опытов. Температура тела рыбы была 8—15°С. В табл. 2 приведены
данные о средней величине жесткости некоторых видов рыб (для каждого вида
рыб было проведено 20—30 экспериментов).
Зная средние значения жесткости тела рыбы и среднее квадратичное
отклонение, можно определить зону доверительных интервалов:
C = Cср ± t(P)? (13)
Из приведенных данных о жесткости тела различных видов рыб, для которых
работу определяли при 5-миллиметровой деформации без пересчета, наибольшей
жесткостью обладает тело ставриды. Большая жесткость тела кильки и мойвы,
обусловлена деформированием не только мышечной ткани, но и хребтовой кости,
а следовательно, возрастанием сопротивления сжатии) и работы сжатия.
Предложенный критерий жесткости является объективным показателем
структурно-механических свойств рыбы. Известно, что невозможно создать
рыборазделочную машину, которая работала бы на сырье любого качества. В
настоящее время всякое отклонение от нормы в работе рыбообрабатывающего
оборудования объясняется, как правило, несовершенством конструкции машины.
Контроль качества поступающего на обработку сырья не ведется и не может
вестись, поскольку нет количественного критерия для оценки структурно-
механических свойств рыбы. Для установления такого контроля за сырьем
необходимо разработать экспресс-приборы, при помощи которых можно
осуществлять такой контроль, и установить их непосредственно в цехах и на
судах.
Установление границ пригодности сырья для переработки посредством
критерия жесткости повысит ответственность добытчиков рыбы за своевременную
ее переработку. Сортность рыбы также можно установить с помощью критерия
жесткости.
По-видимому, конструкторы рыбообрабатывающего оборудования также смогут
гарантировать надежную его работу на сырье, качество которого находится в
определенных пределах, установленных при помощи критерия жесткости.
После замораживания, хранения и размораживания жесткость и модуль
упругости рыбы уменьшались примерно на 10%. Если полагать, что рыбы подобны
не только биологически, но и по структурно-механическим свойствам, то на
основании экспериментальных данных, полученных при исследовании леща и
судака, можно утверждать, что в результате замор
| |  скачать работу |
Обзор методов и способов измерения физико-механических параметров рыбы |
