Лекция № 11. Пенетрация— метод определения физико-механических свойств прониканием в них посторонних тел разных формы и размеров
Пенетрация— метод определения физико-механических свойств прониканием в них посторонних тел разных формы и размеров. Пенетрациейназывается метод измерения структурно-механических характеристик полутвёрдых и твёрдых продуктов путём определения сопротивления продуктов проникновению в них за определенное время инденторов (конус, шар, игла, цилиндр) имеющих строго определённые размер, массу и материал. Различают собственно пенетрацию, когда глубина погружения наконечника не превышает его высоты, и зондирование, если глубина погружения превышает его высоту. При исследовании пищевых материалов (особенно при технологических испытаниях) широкое применение нашла собственно пенетрация.
Результаты пенетрационных испытаний являются объективными характеристиками, отражающими сопротивление материала смятию и сдвигу.
Пенетрационный метод — предусматривает измерение усилия, необходимого для внедрения конического, цилиндрического, шарообразного, игольчатого (или иной формы) индентора определенного геометрического размера в толщину продукта на заданную глубину.
Прочностные и сдвиговые свойства, замеряемые методом пенетрации вполне приемлемы для контроля качественной характеристики – консистенции, как сырья, так и готовых изделий из него.
Пенетрометры по принципу действия разделяются на статистические (индентор внедряется в продукт под действием силы тяжести за определенное заданное время, когда устанавливается равновесное состояние с силами сопротивления продукта) и динамические (индентор внедряется в продукт принудительно, до достижения заданного усилия сопротивления продукта).
Пенетрационный метод испытаний, как наиболее простой и легко воспроизводимый, нашел широкое применение в лабораторной практике для сравнительной оценки (часто в условных единицах) физических свойств пищевых масс при введении в них различных добавок, улучшителей качества или ускорителей того или иного технологического процесса, а также для изучения влияния какого-либо технологического фактора (температуры, влажности, времени замеса и т. п.) на изменение консистенции материала.
Исследование может проводиться:
а) с постоянным усилием пенетрации F (при этом определяется глубина пенетрации h);
б) с постоянной глубиной погружения h (измеряется усилие F);
в) с постоянной скоростью погружения (регистрируется усилие в зависимости от глубины погружений).
Опыты проводят на серийных пенетрометрах и пластометрах или на приборах собственной конструкции. Устройство этих приборов достаточно простое: силовой узел с наконечником и измеритель глубины его погружения. В приборах наиболее часто применяют конические наконечники. На этой основе рассчитываются разные параметры, имеющие отношение к консистенции.
Предельное напряжение сдвига θ0 как одна из важных реологических характеристик материала, служащая для оценки прочности его структуры, находится при помощи конического пластометра. Метод погружения конуса для характеристики структурно-механических свойств вязко-пластичных тел предложен П.А. Ребиндером и Н.А. Семененко. Идея конических пластометров заключается в том, что по величине глубины погружения конуса в материал под воздействием вертикальной силы можно определить предельное напряжение сдвига материала.
Предельное напряжение сдвига, как одна из важных реологических характеристик материала, служащих для оценки прочности его структуры, находится при помощи конического пластометра. Схема прибора предложена П. А. Ребиндером и Н. А. Семененко. Методика пенетрационных испытаний подробно описана в литературе.
Исследуемая масса помещается в сосуд (рис. 15) на подъемный столик, вершина конуса 2 приводится в соприкосновение с поверхностью массы. Конус нагружается гирями 4, и с помощью индикатора 3 определяется величина погружения конуса до полной его остановки.
Пенетрация что это такое — все варианты
Термин пенетрация произошел от латинского слова penetrātio, означает проникновение, и penetrāre что значит вставлять, вводить.
Данный термин применяется в различных сферах, рассмотрим все варианты применения этого слова:
Пенетрация это свойство различных пластичных смазок имеющих определенную степень густоты и констистенцию позволяющую проникать ей на поверхность смазываемых материалов.
Например смазка обладающая числом пенетрации 170 — 400 является пластинная высокотемпературная.
Число пенетрации измеряют по мере погружения конуса специального прибора пенетрометра в исследуемое вещество в течении 5 секунд при температуре 25 градусов по Цельсию.
Чем гуще среда в которую погружают прибор тем меньше число пенетрации.
Число пенетрации применяют для обозначения характеристики густоты смазки, к сожалению данное число не отражает реологические характеристики смазки в условиях отличных от нормальной температуры 25 градусов.
Данное число для определения реологических характеристик используют не только в смазках, но и таких веществах как парафин, церезин, битум и других вязких средах.
Что влияет на число пенетрации
На значение данного числа главным образом влияет процентная доля загустителя и вязкость среды, а также тип загустителя.
Что дает знание числа пенетрации
В смазке
Данное число показывает следующее чем оно выше тем мягче смазка, и наоборот.Также следует помнить что на данное число влияет следующее:
- температурный режим использования смазки, при низких, нормальных и высоких температурах оно будет меняться;
- также оно меняется при хранение и перемешивании смазки.
В медицине
В медицине данный термин используется для определения различных патологических процессов которые выходят за пределы внутренних органов и частей тела.
Например, пенетрация язвы желудка, что значит проникновение на соседние органы язвенного поражения от желудка.
В почвоведении
Является характеристикой определяющей твердость почвы
В бизнесе
В бизнесе термин пенетрация употребляется при оценке объема продаж или доли продукции какой либо компании в общем объеме закупок потенциального потребителя данной продукции.
Данный коэффициент необходим для планирования перспектив развития компании, анализа рынка и увеличения среднего чека.
Музыкальная группа Penetration
Панк группа из Великобритании из далекого 1976 года, распалась в 1980 году, появилась в новом составе в 2001.
Владелец блога, копирайтер, человек с большим жизненным опытом. Умею собирать и обрабатывать информацию.
Пенетрация
Пенетрация (лат. penetratio — проникать) – физико-химическое свойство пластичных смазок, которое характеризует степень густоты, консистенцию смазки. Смазка пластичная высокотемпературная, как правило, имеет число пенетрации от 170 до 400.
Пенетрация является одним из главных показателей прочности смазки и её реологических свойств. Характеризуется она мерой погружения конуса стандартной массы в пластично-вязкую среду на определённое время при определённой температуре. Как правило измерения проводятся при 25°С; время воздействия сил тяготения на конусообразное тело – 5 секунд. Показателем, характеризующим реологические свойства смазки, её густоту, является число пенетрации – это глубина погружения конуса, выраженная в десятых долях миллиметра. Так, к примеру, если конусообразное тело погрузилось в вещество на 25 мм, то число пенетрации будет равно 250.
Смазка пластичная высокотемпературная обычно имеет показатель пенетрации от 170 до 400. Соответственно, чем выше число пенетрации, тем смазка более текуча и подвижна, а значит, не будет застывать зимой и в условиях работы в природных зонах с холодным климатом. Для летнего же периода целесообразнее выбирать смазку с меньшим числом пенетрации (150-250). Это обеспечит надёжную закладку смазочного материала в область рабочего узла, предотвратит вытекание смазки и заклинивание.
Измеряют степень пенетрации на специальном приборе – пенетрометре, с использованием испытательного тела в виде конуса.
Показатель пенетрации характеризует не только пластичные смазки но и другие вязкостные среды, например, битум, парафин, церезин.
Факторы, влияющие на число пенетрации
Пенетрация смазок зависит, главным образом, от процентной доли загустителя и вязкости дисперсионной среды (базового масла). Несмотря на то, что число пенетрации определяет консистенцию смазки, оно не должно приравниваться к параметрам вязкости. Влияние вязкости базового масла на реологические свойства имеет довольно непростой характер, который рассматривается не в одной научной работе. Так, в некоторых исследованиях утверждается, что смазка пластичная высокотемпературная имеет показатель пенетрации выше до перемешивания, особенно если содержит в основе масло средней вязкости.
На число пенетрации также существенно влияет тип загустителя и, конкретно, природа мыла, если речь идёт о мыльных смазках. Наиболее высокими показателями стабильности обладают смазочные материалы, загущенные двух- и трёхвалентными мылами. Кроме того, высокой прочностью отличаются литиевые и кальциевые смазки.
Температурная кривая пенетрации и её влияние на свойства смазок
Традиционно показатель пенетрации консистентных смазочных материалов измеряется при температуре +25°С. Однако, учитывая расположенность пластичных смазок к изменению агрегатного состояния при изменении температуры окружающей среды, для анализа рабочих свойств смазки необходимо знать число пенетрации и в другом температурном диапазоне. Для этого часто определяют число пенетрации при +50 и +75°С и на основании полученных результатов строят температурную кривую пенетрации, которая наглядно показывает изменения консистенции смазки в зависимости от температуры и нагрузки.
Большое значение играет сопоставление числа пенетрации при хранении или цикличном перемешивании смазки. Если показатель изменяется, это говорит об изменении структуры смазки, её механической и химической стабильности.