Явления релаксации в зерне (часть 1)
14.06.2012 | Автор: Релаксация представляет собой процесс постепенного рассасывания напряжений при неизменной деформации тела. Ползучесть есть самопроизвольное возрастание деформации тела при неизменном напряжении. Количественно они измеряются скоростью этих процессов.
При релаксации напряжения в реальных твердых телах (при переходе в равновесное состояние) напряжение снижается не до нуля, а только до некоторой величины σк, которая является индивидуальной для данного тела.
Если тело идеально твердое, релаксацию описывают уравнением Максвелла:
Для реальных тел необходимо применять уравнение Шведова
Следовательно, τ1 есть характеристическая величина, отражающая релаксационные свойства тела. Она получила название времени релаксации. По прошествии τ1 релаксация завершается не полностью. Полная релаксация, переход тела в термодинамически равновесное состояние определяются периодом релаксации. При экспериментальном определении времени релаксации обычно анализируют кинетические кривые «напряжение—время». Тангенс угла наклона касательной к оси времени есть скорость релаксации, а обратная величина — время релаксации.
Релаксация напряжений и ползучесть зерна обусловлены перестройкой структуры материала вследствие изменение взаимного расположение элементов структуры, с том числе на уровне макромолекул биополимеров. Поэтому исследование релаксации даст важные сведения о физических свойствах материала и его структуре. Вследствие релаксации законы Гука и Ньютона (для вязкого течения) нарушаются, т. е. модуль упругости и формально вычисленный коэффициент вязкости не остаются постоянными, но изменяются во времени.
На развитие релаксации в зерне существенно влияют влажность, температура, стекловидность и т. п. Так, по данным И. А. Наумова, при повышении влажности зерна величина τ1 снижается. В стекловидном зерне пшеницы I типа при изменении влажности с 12,5 до 16,8% τ1 уменьшилось с 65 до 45 мин, а в мучнистом — с 48 до 30 мин; при температуре 45°С и влажности 16,8% в мучнистом зерне τ1 составило 22 мин. При повышении температуры с 22 до 60°С у пшеницы сорта Саратовская 29 τ1 понизилось более чем в три раза.
Значение времени релаксации для мучнистого зерна во всех случаях было в полтора-два раза ниже, чем для стекловидного.
Па рисунке IV-8 показан график изменения времени релаксации для зерна пшеницы I типа (сорт Саратовская 29) в зависимости от длительности отволаживания при холодном кондиционировании. Графики для стекловидного и мучнистого зерна подобны, но смещены и по времени, и по величине τ1. Это приводит к тому, что при отволаживании 3,5...7,5 ч время релаксации в мучнистом зерне выше, чем в стекловидном. Однако преобразование структурно-механических свойств мучнистого зерна завершается быстрее.
Рубрика: Технологические свойства зерна