Гідромеханічні та механічні процеси.

 

Тема 1.1. Вступ. Основні положення та наукові основи курсу. Основи теорії подібності та моделювання

Поняття процесу, апарату та класифікація основних процесів харчових технологій.

Основні фізичні, теплофізичні, структурно-механічні властивості харчових продуктів.

Загальні закономірності технологічних процесів – закони збереження маси та енергії, закон перенесення маси та енергії і принцип рушійної сили, закони рівноваги, масштабного переходу і моделювання. Принцип оптимізації проведення процесу, універсальні рішення оптимізації процесів.

Методі дослідження та аналізу процесів. Етапи створення нових процесів та апаратів. Основні положення фізичного та математичного моделювання. Основи теорії подібності, види подібності (геометрична та часова подібність, подібність фізичних величин, початкових та граничних умов). Теореми подібності, критерії подібності, метод аналізу розмінностей і приклад його використання для вирішення задач моделювання процесів.

Рекомендована література для вивчення теми: [1, ст. 3-35]; [2, ст. 7-20]; [3, ст. 3-15, 26-34]; [4, ст. 5-45]; [5, ст. 5-17, 28-36]

Тема 1.2. Основи гідравліки

Гідростатика. Поняття гідравліки, гідростатики та гідродинаміки, ідеальної та реальної рідини, гідростатичного тиску. Диференційне рівняння рівноваги Ейлера, основне рівняння гідростатики, приклади його практичного використання.

Гідродинаміка. Поняття перерізу потоку рідини, об’ємної та масової витрати, ламінарного та турбулентного режимів руху. Розподілення швидкостей рідини в різних шарах залежно від режиму руху. Рівняння нерозривності потоку, рівняння Бернуллі для ідеальної та реальної рідини; приклади їх використання для виводу розрахункових формул і розв’язання практичних задач. Схеми руху потоку рідини через діафрагму та визначення динамічного натиску. Поняття гідравлічного опору, його різновидів. Методика розрахунку трубопроводів. Задачі витікання рідини із резервуарів та насадок.

Рекомендована література для вивчення теми: [1, ст. 36-63]; [2, ст. 23-54]; [5, ст. 40-88]

 

Тема 1.3. Характеристика і методи оцінки дисперсних систем. Отримання дисперсних систем.

Класифікація гідромеханічних процесів. Поняття дисперсної системи та її різновидів, характеристика і методи оцінки дисперсних систем.

Методи отримання дисперсних систем – перемішування, диспергування. Характеристика видів перемішування – механічного, циркуляційного, потокового, пневматичного. Конструктивні схеми реалізації процесу та особливості розрахунку.

Класифікація та характеристика процесів диспергування. Схеми колоїдного млина, відцентрового емульсора, гідродинамічного вібратора, гомогенізуючої головки, гідравлічних форсунок та тарілчастого диска для розпилювання.

Методи інтенсифікації процесів отримання дисперсних систем.

Рекомендована література для вивчення теми: [1, ст. 77-110]; [2, ст. 64-86], [3. ст. 92-117]; [4, ст. 102-115]; [5, ст. 171-195]

 

Тема 1.4. Механічні процеси

Подрібнення.

Суть і призначення процесу подрібнення, класифікація його способів. Основні рівняння теорії подрібнення – об’ємної теорії, теорії пружності та Ребіндера. Принципові схеми машин для подрібнення – щокової, валкової, молоткової дробарок, дезінтегратора, барабанного і колоїдного млинів, різальної машини.

Пресування.

Суть і призначення процесів пресування та віджимання рідини. Схеми гідравлічного, стрічкового і шнекового пресів, методика їх розрахунку. Суть процесу формування пластичних матеріалів, апарати для формування. Характеристика процесу ущільнення.

Змішування та поділ сипких матеріалів.

Характеристика змішування сипких матеріалів. Схеми змішувачів, їх розрахунок.

Процес сортування за розміром, формою, густиною частинок, а також їх аеродинамічними, магнітними та електростатичними властивостями. Принципові схеми сит, машин для просіювання, вібраційного грохоту, барабанного трієра, віялки, дискового, гідравлічного та електромагнітного сепараторів. Елементи їх розрахунків.

Рекомендована література для вивчення теми: [1, ст. 143-181]; [2, ст. 108-134]; [3, ст. 390-421]; [4, ст. 58-101]; [5, ст. 497-532]

 

Модуль 2.