Реферати » Реферати по біології » Огляд методів і способів вимірювання фізико-механічних параметрів риби

Огляд методів і способів вимірювання фізико-механічних параметрів риби

х-х з постійною швидкістю v. Між площиною 1 і досліджуваним зразком 2 виникає сила тертя, захоплива за собою зразок 2.

Рис. 3. Схема установки «Експрес»

При цьому гнучкі ланки чотириланкового паралелограма відхиляються від площини АТК на кут?. Сила тяжкості зразка G прагне повернути зразок 2 у вихідне положення. У певному положенні ниток настає рівновага механізму. Кут відхилення ниток в цьому положенні? пропорційний коефіцієнту тертя. Площину АТК перпендикулярна площині KmX і паралельна силі тяжкості G. Сили, які у установці, зображені на рис. 4.

Рис. 4. Сили, які у установці «Експрес» : а - фронтальна площина; б - нормальна площину

коефіцієнт тертя РИБ


Коефіцієнти тертя спокою риб.

Досліди по визначенню коефіцієнтів тертя спокою різних видів риб по поверхнях з різних матеріалів проводять на спеціальних експериментальних установках.

Сила тертя між рибою і різними поверхнями де формувала балку з тензодатчиками і через тензоусілітель записується шлейфового осциллографом на фотопапір.

За осциллограмме процесу тертя визначають силу тертя спокою, т. Е. Мінімальну силу, необхідну для зсуву риби з місця. Чим більше тривалість нерухомого контакту, тим більше сила тертя.
Коефіцієнт тертя спокою визначають як частка від ділення сили тертя на силу нормального тиску (силу тяжіння при горизонтальній площині):

(1)

Так як коефіцієнт тертя спокою залежить від нормального тиску, т. е. від сили тяжіння риби, тому при проведенні експериментів підбирають риб, незначно розрізняються за масою. Однак навіть при однаковій масі риб коефіцієнти тертя спокою розрізняються. Для достовірності результатів визначають необхідне число експериментів по формулі

(2) де t (p) - довірчий інтервал; ? - Довірча оцінка похибки; ? - Середнє квадратичне відхилення.
| Таблиця 1 |
| Коеф | Средн |? F = |? Fi2 |
| фіци | її | fср-fi | |
| ент | значе | | |
| трен | ня | | |
| іє | коефф | | |
| fi | іціен | | |
| | та | | |
| | трені | | |
| | я fср | | |
| 0.22 | - | +0.05 | 0.0025 |
| 0.23 | - | +0.04 | 0.0016 |
| 0.34 | - |-0.07 | 0.049 |
| 0.26 | 0.27 | +0.01 | 0.0001 |
| 0.31 | - |-0.05 | 0.0025 |

Необхідне число експериментів можна визначити наступним чином.
Спочатку провести п'ять-шість експериментів і розрахувати довірчий інтервал, а потім уточнити необхідну кількість вимірювань, виходячи з того, що зменшення довірчого інтервалу в? раз забезпечує збільшення кількості вимірів в? 2 разів.

В табл. 1 наведені результати дослідів з визначення коеффіціен тов тертя спокою атлантичного оселедця по нержавіючої сталі при тривалості нерухомого контакту, рівний 10 с. Всі експерименти по визначенню коефіцієнтів тертя спокою проводилися в залежності від тривалості непод Віжн контакту. Час нерухомого контакту приймалося рівним 0, 10, 20, 30, 40, 60, 120, 180, 240-і 300 с. Як було встановлено, зміна сили тертя практично відбувається в інтервалі від 0 до 300 с. Коефіцієнти тертя спокою залежать від маси риби і температури її тіла. При проведенні експериментів брали риб масою, найбільш характерною для даного виду. Оскільки коефіцієнт тертя спокою змінюється обернено пропорційно кореню кубічному з маси риби, то при зміні маси риби в 1,5 рази коефіцієнт тертя змінюється в 1,13 рази. Всі експерименти проводили при температурі 10-12 ° С.

Кінетичні коефіцієнти тертя риб.

Кінетичні коефіцієнти обчислюються як частка від ділення сили тертя на силу нормального тиску. Сили тертя визначаються залежно від швидкості ковзання на експериментальних установках, описаних в розділі
«Установки для дослідження коефіцієнтів тертя» . Сили тертя визначаються по осциллограмме для того моменту, коли фрикційний контакт повністю сформований.

Аналізуючи осциллограмму процесу тертя, можна ще раз переконатися в тому, що сила тертя залежить від площі фрикційного контакту. У початковий момент сила тертя менше, ніж наприкінці; по мірі формування площі фрикційного кон такту вона збільшується. Площа фрикційного контакту при русі формується значно швидше, ніж при спокої. Її формування практично закінчується за 5-6 с. В інтервалі досліджених швидкостей матиме місце полужідкостное тертя.

У процесі взаємного переміщення між рибою і відповідним матеріалом встановлюються фрикційні зв'язку, які безперервно виникають і руйнуються. Кількість сталих зв'язків залежить від відносної швидкості ковзання, форми тіла риби (т. Е. Площі фрикційного кон такту) і властивостей досліджуваного матеріалу. Як правило, із збільшенням швидкості сила тертя, а, отже, коефіцієнт тертя зменшуються. Це пояснюється тим, що зі збільшенням швидкості відносного переміщення зменшується кількість зв'язків між рибою і досліджуваним матеріалом, а, отже, і коефіцієнтом тертя. Мабуть, при швидкості більше 2 м / с має місце рідинний режим тертя, при якому зі збільшенням швидкості віз розтане сила тертя.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДАНІ ПРО коефіцієнтом тертя РИБ


Коефіцієнти тертя одиничних екземплярів риб.

Були проведені численні дослідження з визначення коефіцієнтів тертя одиничних екземплярів деяких видів риб за матеріалами, найчастіше використовуваних для виготовлення робочих органів рибообробних машин.

Експериментальні дослідження з визначення коефіцієнтів тертя і кінематичних коефіцієнтів тертя про водили на установках, описаних в розділі «Установки для дослідження коефіцієнтів тертя» .

Досліди проводили тільки з розмороженої рибою. Для достовірності результатів досліди з визначення коефіцієнтів тертя при одних і тих же тривалості нерухомого контакту і швидкості повторювали 15-20 разів, а потім визначали середні значення і середні квадратичні відхилення. За середовищ ним значенням будували графічні залежності коеффіціен тов тертя спокою від тривалості нерухомого кон такту,

На рис. 5 представлені графічні залежності коефіцієнтів тертя спокою оселедця з нержавіючої сталі, оргстеклу і прогумованою лийте від тривалості нерухомого контакту. Як видно з наведених даних, найменший коефіцієнт тертя спокою отриманий при контакті оселедця з оргстеклом, дещо більший - при контакті з прогумованої стрічкою.
Оргскло має чистоту поверхні, відповідну сьомого, а нержавіюча сталь - п'ятого класу шорсткості. При контакті риби з нержавіючої сталлю і оргстеклом сила тертя, мабуть, в основному обумовлюється адгезійної складової, тому коефіцієнти тертя порівняно невеликі.


Рис. 5. Залежність коефіцієнтів тертя спокою оселедця від тривалості нерухомого контакту: 1 - оселедець - прогумована стрічка; 2 - оселедець - нержавіюча сталь; 3 - оселедець - оргскло: а - при орієнтації риби головою у напрямку руху; б - те ж, хвостом по напряму руху.

Прорезиненная стрічка є легко деформується матеріалом, при контакті з яким сила тертя обумовлюється деформаційної та адгезійної складовими, а тому й коефіцієнт тертя для цього матеріалів значно більше, ніж для інших. При орієнтації оселедця хвостом по напрямку руху коефіцієнт тертя буде дещо більше, ніж при її орієнтації головою у напрямку руху. Це пояснюється будовою лускатого покриву. При орієнтації риби хвостом по напрямку руху збільшується деформационная складова сили тертя.

Коефіцієнти тертя риб, заморожених в брикети.

Для транспортування риби, замороженої в брикети, по похилих площинах і за допомогою конвеєрів необхідно знати кути нахилу, при яких можлива така транспортування. Кути нахилу можна визначити, якщо відомі коеффіціен ти тертя tg? = Tg? = F (3) де? - Кут тертя; ? - Кут нахилу площини; f - коефіцієнт тертя.

Коефіцієнти тертя риби, замороженої в брикети, визначали на тих же експериментальних установках, що й коефіцієнти тертя спокою окремих екземплярів риб. Досліджені поверхні водою не змочувалися. На рис. 6 і 7 представлені експериментальні дані досліджень коефіцієнтів тертя риб, заморожених в брикети, по нержавіючої сталі і прогумованою стрічці залежно від тривалості нерухомого контакту. Аналіз дослідних даних дозволяє припускати, що між льодом і досліджуваної поверхнею встановлюються так звані містки зварювання, які і обумовлюють величину сили тертя.

Рис. 6. Коефіцієнти тертя спокою різних видів риб, заморожених в брикети, залежно від тривалості контакту з нержавіючої сталлю:

1 - оселедець; 2-треска; 3-сайра; 4 - ставрида; 5 - скумбрія; 6 - сардинелла.

Рис.7. Коефіцієнти тертя спокою різних видів риб, заморожених в брикети, залежно від тривалості нерухомого контакту з гумою:

1-оселедець; 2-тріска; 3-сайра; 4-ставрида; 5-скумбрія; 6 - сардинелла.

Чим більше тривалість нерухомого контакту, тим більше встановлюється містків зварювання і, отже, тим більше сила тертя.
Оскільки для різних видів риб, заморожених в блоки, коефіцієнти тертя різні, то, мабуть, від слушні екземпляри риб по-різному стосуються досліджуваної поверхні. Чим більше поверхня торкання, тим більше сила тертя. Сила тертя між брикетом і досліджуваної поверхнею буде залежати від товщини шару поливання. Даний фактор, на наш погляд, є вирішальним. У зв'язку з цим наведені експериментальні дані є суто орієнтовними.


РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ВЛАСТИВОСТІ РЕАЛЬНИХ ТЕЛ

Реологические властивості реальних тіл можуть характеризуватися пружністю, в'язкістю і пластичністю. При описі реологічних властивостей тіла риби будуть використані й інші терміни, такі, як напруга, деформація, релаксація і т. Д ..

Під пружністю звичайно розуміють властивість тіла миттєво змінювати спою форму під дією прикладеної сили, а після зняття напруги відновлювати первинну форму.

В'язкість - міра опору, течією рідини, що дорівнює відношенню напруги зсуву до швидкості зсуву. Розрізняють ньютоновские і неньютонівські рідини. Ньютоновская рідина характеризується тим, що напруга в ній пропорційно

Сторінки: 1 2 3 4 5