54 / 62
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» ___ № 3, 2016
54
Необходимо иметь в виду, что уменьшение
l
o
относительно
l
опт
, т.е. относительно рационального
значения расстояния от среза сопла до поверхности разрезаемого пищевого продукта, снижает глубину
реза более интенсивно, чем при увеличении
l
o
относительно
l
опт
.
Обращает на себя внимание обнаруженная нами независимость величины
l
опт
от давления воды
перед соплом Δ
P
o
и скорости перемещения гидроструи относительно образца замороженного пищевого
продукта
V
п
, что свидетельствует о сложном характере истечения воды из сопла, и естественно, изучение
одних только интегральных динамических параметров гидроструи недостаточно для понимания
наблюдаемых явлений.
Следует указать на важный отрицательный эффект, возникающий при высоких рабочих давлениях –
существенное повышение температуры водяной струи из-за эффекта Джоуля-Томсона. Температура водяной
струи при давлении 700 МПа может достигать 100°С. Повышение температуры водяной струи с ростом
давления, с одной стороны, ограничивает использование высоких давлений, т. к. температура водяной
струи не может превышать 100°C, а с другой стороны, повышенная температура режущей струи
неблагоприятно влияет на качество разрезаемого пищевого продукта.
В работе [8], используя обобщенный анализ экспериментальных данных, методы теории подобия
и размерностей, а также методы теории вероятностей и математической статистики, нами была получена
расчетная зависимость в безразмерном виде для определения глубины реза (
h
) в пищевом продукте с учетом
его прочности на одноосное сжатие (
сж
σ
), оптимального (
опт
l
) расстояния (
о
l
) между срезом сопла и поверхностью
пищевого продукта, диаметра сопла (
о
d
), а также гидравлических (
о
P
) и режимных параметров гидроструи (
о
V
),
скорости перемещения струи (
п
V
) и качества ее формирования (с учетом ранее полученной связи между
опт
l
и
к
l
– длиной подводящего канала,
к
d
– его диаметром,
н
l
– длиной начального участка струи). Важной
особенностью данного уравнения является то, что оно учитывает качество формирования гидроструи.
Параметрами процесса разрезания пищевого продукта, характеризующими его производительность,
являются скорость приращения боковой поверхности разреза
S
o
, которая равна произведению
h
на
V
п
.
На рисунке 5 представлены результаты проведенных экспериментов по влиянию скорости перемещения
гидроструи
V
п
относительно разрезаемого образца пищевого продукта на скорость приращения боковой
поверхности разреза
S
o.
Рисунок 4 – Влияние безразмерного расстояния от среза сопла до поверхности разрезаемого мяса на
безразмерную глубину реза для сопла диаметра 0,35·10
-3
м и давления 100 МПа.
Элект онная Научная СельскоХозяйственная Библиотека