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拉面力学,从材料力学到流体力学科学研究一碗拉面

拉面力学,从材料力学到流体力学科学研究一碗拉面

作者: 敖中堂 | 来源:发表于2020-04-26 21:24 被阅读0次

    众所周知,拉面作为大家朋友圈里的珍稀图片,如果用它展示给同事和亲戚,绝对不如一套《莎士比亚》更能体现我高端的人生品味。

    冥思苦想之后,我用戴着劳力土的右手吃面,而尊贵的左手,只用来控制我的8868拍照。

    一张单调的吃面就这样低调的上传到我屏蔽领导的朋友圈。

    我逐渐习惯了每天用楼下的同一碗拉面在朋友圈里枯燥的炫耀。

    我反复徘徊在装A和装C之间时,某一天突然领悟到了生命的真谛。

    我的生活不该如此乏味,不能这么早厌倦人生。我需要寻求积极的改变来打破思维的桎梏,尤其是在今天楼下面馆涨价的时候。

    因此,我决定亲手做一碗朴实无华的拉面来延续多日的习惯。

    作为君子动口不动手的践行者、资深键盘侠称号的获得者、“King” of 胡编乱造。

    众所周知,衡量拉面质量的标准是吃面的感觉,就是口感。

    具体量化面的口感仿佛会受到汤底的影响,因此,需要完全排除汤底的影响,只针对拉面本身的各项指标进行研究。

    以下衡量标准参考维基百科:

    聚合度:拉面用咬但没有咬断前,崩解的程度。

    密度:拉面在口中用牙完全咬断后,其截面的压缩程度。

    干度:拉面在口中感觉的干燥程度。

    易碎度:使拉面被压垮、破裂或者粉碎所需要的力量。

    颗粒度:拉面所包含的细小颗粒的程度。

    黏度:将半流质食品分解至可以下咽前,所需要的能量

    硬度:将拉面分解至指定程度所需要的力量,例如用牙咬碎或者咬断,或者用舌头和腭压缩一个样品。

    重量:将拉面第一次置于舌头上,获得的关于重量的感觉。

    吸湿度:拉面消耗唾液的程度。

    出水率:拉面释出水分的程度。

    覆盖率:指咀嚼后覆盖口部的物质类型,及其覆盖程度。(例如脂肪

    滑度:指拉面在舌头上滑动的程度。

    顺滑度:指拉面的块、点及小颗粒的存在程度(越少越顺滑)。

    整体性:指拉面的是否感觉为一个整体的程度。

    咀嚼整体性:指拉面在咀嚼时,其特性是否感觉为一个整体的程度。

    咬整体性:指拉面在用门牙咬时,其特性是否感觉为一个整体的程度。

    粘稠度:指拉面从舌头上流出一滴液体所需要的力量。

    湿度:拉面表面所感受到的潮湿程度。

    确定量纲之后,就需要从拉面材料的本身性质与制作过程研究。

    面粉材料问题

    面粉含量不均匀导致蛋白质含量不均匀。如果严格定义每一口的口感,每一口都是不同的。

    面条的密度

    面条的密度会在一定范围内变动的,就是由于面粉含量不均导致的,但是密度越大,面条截面压缩程度就应该越高,表现出的口感就是越劲道,这也就是低筋面粉做的面条口感不如高筋面粉。

    面粉的颗粒度

    面条理论上存在颗粒,都是面粉组成的,所以应该是越粗粒的面粉越有嚼劲,所以全麦面就会比普通面更有嚼劲。

    粘稠度

    其实和吸湿度、出水率、滑度、粘度同属于一个范畴(面条嘛就是用水嘛),通俗说,含水越多,面条越粘稠,含水越少,越弹。

    没煮的面条,是最硬的,因为基本上没水,煮过的在水中的面可以分成一根根的,因为此时面条处在饱水状态,滑度最高。

    如果把水倒掉,拌上炸酱,此时的湿度有所降低,但是在面条中的水分还是能提供一定粘度。

    含水之后面条硬度有所下降,但是牺牲的硬度换来的是口感上的粘度,提高了整体性。

    总的来说,不考虑力学上,从材料性质上考虑,和面时候的水温,也会直接影响到蛋白酶的发酵,从而影响面筋的形成,直接决定其口感。

    2.利用杨氏模量来研究拉面的质感

    面条中按照弹性力学分析,在弹性变形范围内,杨氏模量决定材料的变形程度,但是这仅仅在弹性力学变形范围之内。在弹性范围内,当弹性模量越大,面条就应该越硬。

    而拉面过程属于塑性形变,在塑性模型里面,杨氏模量是不能应用的,不同的塑性理论有不同的方法,可是弹性模量是无法准确描述材料的塑性阶段的变形的。

    记得学过的塑性理论的数学描述主要两种(细说有很多种)。

    一种是变形理论,简单来说是用数学方法去描述真实的物理变形;

    一种就是在特定条件下模拟材料变形状态。看起来貌似都一样,实际上差别很大,当然胡克定律还是可以用的,不过很有局限性。

    3. 塑性变形

    单说塑性变形,还是相当复杂的,到目前为止我知道的范围内,暂无针对面条这种材料做的屈服实验,毕竟说的塑性变形区域,主要是用有限元方法进行分析。

    首先就要决定屈服极限。吃面条肯定还是要把面条咬断,在塑性区域里,变形都是非常迅速的,因为牙齿在咬合的过程中,施力的速度还是相当迅速的,并不是恒力施加,而是不匀速增加的压力。

    当然你也可以慢慢慢慢的来咬,做到模拟缓慢施加应力的目的,但我觉得人无法做到匀速。

    4. 将面条受力作为单轴受压

    弹性阶段看是泊松比会有影响,但塑性阶段考虑比较复杂。存在许多系数影响面条的口感

    从以上分析来看,我大概还需要学习一本《材料力学》来加强拉面过程中形变的研究。

    转念一想,这些研究内容和知识仿佛就已经够在朋友圈里枯燥的炫耀。

    甚至节省下了买面的钱,没钱人的生活就是如此低调奢华。

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