农业物料学2
农业物料学.
课程简介课程号： 13120310课程名称：生物物料学课程英文名称： Physical Propeties of Bio-Materials 周学时：1～1.5学时学分：1.5主要教学内容：绪论总述第一章基本物理参数第二章固体生物物料的流变特性第三章液体生物物料的流动特性第四章生物物料的流动力学特性第五章散粒物料的力学特性第六章生物物料的热学特性第七章生物物料的光学特性第八章生物物料的电学特性第九章生物物料的核磁共振， X 射线等反应特性选用教材或参考书：《 Physical Propeties of Bio-Materials 》《农业物料学》周祖锷，中国农业出版社， 1994 年 5 月教学大纲一、课程的教学目的和基本要求《生物物料学》是生物系统工程专业的重要专业基础平台课程之一。
它是运用近代物理学理论、技术和方法，研究农业物科物理性质以及各个物理因子和生物物料相互作用的一门边缘学科。
它是物理学、工程学科和生物学各学科之间的桥梁，也是生物系统工程学科的基础。
它的任务是为学生学习有关专业课以及今后从事科研、教学、生产和开发工作建立比较牢固的生物物料物理特性基本理论研究基础。
通过本课程的学习，学生应掌握生物物料物理特性研究的基本理论、基本知识和基本技能，在分析问题和解决问题的能力上有所提高。
为了完成和达到《生物物料学》的教学任务和要求，在整个教学环节中，要特别注意培养学生的独立思考能力。
教学内容宜以物料物理特性研究为主线，加强机械学、热学、电学、光学、声学等等基本理论和基本知识的教学与训练。
使学生能牢固和熟练地掌握和应用它们。
只有掌握足够的基础知识，才能学好理论。
必须重视基本技能和实验技术的训练。
二、相关教学环节安排为实现大纲的基本要求，创造条件采用 CAI 、多媒体等先进教学手段。
本大纲的部分内容可以而且应该由学生通过自学、作业和练习等方法获得。
课堂讲授以解决重点、难点及关键问题为主，着重调动学生的思维积极性，指导学生自学。
农业物料读书报告 农业物料电特性的应用与分析
农业物料学读书报告——农业物料电特性的应用与分析在大学本科的第三学年，我开始学习农业物料学：在此之前，我对农业物料学的感官认识就是它是一门专门研究农作物，或者说是专门研究加工农业物料的方法的一门学科。
通过半个学期的学习，我逐渐了解到——农业物料，不只是单纯的农作物或者农具，与农业工程直接有关的物料，都属于农业物料，除农产品等有机物外，尚包括土壤、化肥、农药等无机物。
它们都是农业工程中的生产、加工和处理对象。
农业物料学研究农业物料的物理特性，它是运用近现代物理学理论、技木和方法，研究农业物料的物理性质以及各个物理因子和农业物料相互作用的一门边缘交叉学科。
它是物理学、工程学科和生物学各学科之间的桥梁，也是农业工程学科的基础。
特别是农业物料的电特性与现代电子技术结合起来在现代生活中的应用，不仅方便了人们的日常生活，提高了生活质量，更是为人们更好的应用农业物料提供了更加便捷的途径和方法。
农业物料电特性应用之一——植物电位差判损伤上课过程中，体会较深的就是老师提到的关于“植物损伤电位差”这一种基本的生物电现象，植物损伤后与其完整部位之间存在电位差，其数值大小随损伤组织的情况而变化。
损伤电位一般都随着组织损伤时间的延长而逐渐降低，这表明损伤电位是活组织的一种生物学特性，反映组织浆膜的一种固有的电学性质。
损伤电位的大小随损伤点的距离增大而减小。
当植物体受机械的、化学的或热的刺激时，均会产生电位差。
受刺部位一般是负电位，电反应的幅度决定于刺激强度。
研究证明：在细胞膜受损伤（细胞膜破裂）的情况下，损伤处的细胞液内外流通，损伤处的膜电位消失。
因此，正常部位与损伤部位之间就呈现电位差，称为损伤电位（或分界电位）。
植物组织受到曲、折（机械刺激），可引起几十毫伏的负电位反应。
切开的马铃薯和番茄中也能发现。
所以通过判断植物组织两端的电位强度就可以判断植物是否已经受到损伤。
农业物料电特性应用之二——种子的电处理电处理是指为了一定目的对物料施以电能的过程。
农业物料学复习要点
农业物料学复习要点绪论：农业物料学是指农业生产和加工的对象第一章基本物理参数1、形状指数：是把物体的实际形状和基本形状，如球体，圆等，进行比较的一个物理量。
物理意义：圆度是表示物体角棱的锐度，它表明物体在投影面内的实际形状和圆形之间的差异程度；球度是表示物体实际形状和球体之间的差异程度，它表示了以相同体积球体为基准的物体形状特征。
2、密度定义：物体每单位体积内所具有的质量。
密度的测量法：液浸法、（悬浮发、比重天平法、比重瓶法），气体置换法（压力比较法、定容级压缩法、定容积膨胀法、不定容积法），比重梯度管法。
3、孔隙率：松散物料空隙所占体积和整个物料所占体积之比。
E=n/n+1(n是孔隙比)4、农业物料含水量表示方法：湿基表示法是以农业物料为基准，干基表示法是以农业物料中固体干物质为准计算的。
湿基含水量表达式Mw=mw/(ms+mw)。
(mw物料中水的质量，ms物料中所所干物质的质量)干基含水量表达式Md=mw/ms。
第二章固体农业物料的流变特性1、粘弹性：应力和应变关系可能与应变速率及应变时间的饿、高阶微分有关，这种与时间相关而产生的特性。
2、建立流变模型满足条件：a模型必须能够预测任何应力—应变情况下的实际物料性质，b模型必须能够适应拉伸和压缩应力及其相对的应变，c在实际物料料中，当流变特性发生变化时必须能依据模型参数加以解释。
3、麦克斯韦模型中弹性元件和粘性原件串联而成；开尔文模型由弹性元件和粘性原件并联而成；伯格斯模型由弹簧、阻尼器和开尔文模型三种原件串联而成。
4、农产品力和变形关系：图中y点是生物屈服点，在y点以后，力不在增加甚至有时还减少，而变形却不断增加。
在一些农产品中，生物屈服点的存在标志这物料中细胞结构开始破裂。
生物屈服点可以出现在点LL以后的任何位置，LL处力和变形关系曲线开始偏离初始的线性区段，点LL称作弹性极限点。
图中R点称为破裂点，在这位置时物料在轴向载荷作用下产生破裂。
me农业物料资料
§1研究的意义农业物料——一般指：动植物产品、加工成品、半成品、以及与农业作业有关的土壤、肥料、农药等。
（即：产品和作业对象）意义：有利于正确的设计工艺与设备；质量的评估。
§2 农业物料的基本物理参数1.形状指数:是把物体的实际形状与基准形状，如球体和圆等，进行比较的一个物理量。
2.圆度：是表示物体角棱的锐度。
圆度表示物体在投影面内的实际形状与理想圆的差异程度。
3.球度：表示物体的实际形状与球体之间的差异程度。
4.粒度分布：以粒子群的质量或粒子数的百分率计算的粒径频率分布曲线或积累分布曲线表示的。
5.孔隙率：松散物料孔隙所占体积和整个物料所占体积之比。
6.孔隙比:孔隙体积与物料固体物质体积之比。
7.农业物料含水率的2种表示方法:湿基法:是以农业物料质量为基准计算的。
干基法:是以农业物料中固体干物质为基准计算的。
8.平衡水分:农业物料的水分是随环境条件变化而变化的，不管是吸湿还是解吸最终达到平衡时的水分成为平衡水分。
9.水的活性:指物料在平衡水分时的环境相对湿度。
10.物料形状的表达方法（描述物料的外形的参数）: 图形比较法、用类似的几何体表示、形状指数、形状参数、轴向尺寸、粒径、曲率半径。
11. 粒径的表达:a. 单一粒径b.粒子群的平均粒径c.测定计算平均粒径的简易方法：Δ粗颗粒的平均粒径（可以一粒一粒的分拣）200n 6s 3>-------------=为颗粒个数，一般为密度为总质量，ρπρsn s sns M nMdΔ粉状物的平均粒径（可以用筛分法）=mis X d 1称为该物料的沉降速度。
@悬浮速度:如果流体以物料沉降速度向上运动，则物料颗粒会在某一水平上呈悬浮状态，把此流体的悬浮速度称为物料的悬浮速度。
*计算法确定物料的临界速度1. 球形物料的临界速度直径为d、密度为ρ的球形物料：质量为投影面积为当Re≤1时：C=24/Re,临界速度为当1 < Re < 1000 时，临界速度为当1000< Re < 200000 时：C=0.44 临界速度：2. 不规则形状物料的临界速度当Re<50时: C≈C球，d=de 。
农业物料学要点
农业物料学【名词解释】【填空】和【问答】农二.王鹏农业物料：与农业工程直接有关的物料都属于农业物料，包括农产品、土壤、化肥、农药等。
大多数农业物料的性质由其组织结构、活体的生理活动和组成成分决定。
分为生物生理特性、化学特性和物理特性等。
农业物料流体动力学特性：是研究物料和流体的相互作用，物料在流体中运动时的阻力和速度以及提供农产品流体动力学特性的基本特性。
散粒物料：指由大量的尺寸大致相同的颗粒所组成的粒子群体农产品的电特性包括：电导性（侧含水量）、电阻（测棉花和羊毛的细密度）、电容、介电常数（种子清选和分离）粒径：物体的计算直径，是表示物体的各项尺寸的综合指标，他是利用以测定的物体的某些尺寸或参数推导出来的直径。
圆度：表示物体角菱的锐度，它表明物体在投影面内的实际形状和圆形之间的差异度。
球度：表示物体实际形状和球体之间的差异度。
形状因数：物体各项尺寸之间的无量纲组合。
形状系数：物体各种尺寸与其面积或体积之间的关系质量比表面积：每克物质中所有颗粒总外表面积之和。
国际单位是㎡/g。
是衡量物质特性的重要参数。
图形比较法：纵剖面和横剖面的形状绘制成图冰河标准圆进行比较，以确定物料的形状。
定向径：粒子投影图上任一方向的最大距离。
定向面积等分径：按一定的方向将投影面分割成二等分时的直线长度。
粒度分布：以粒子群的质量货粒子数的百分率计算的粒径频率分分布曲线或累积分布曲线表示的。
比重：物体的质量与同体积的1大气压、4℃的纯水的质量之比。
密度分容积密度和真实密度。
真实密度：物料的质量与真实体积之比。
真实体积：不包括粒子间的孔隙体积的体积。
密度的测量方法：浮力法，比重瓶法，比重梯度管气压法孔隙率：物料粒子之间存在空隙，粒子之间的空隙体积与包含空隙的物料的整个体积之比孔隙比：粒子之间的孔隙体积与粒子实际体积之比。
农业物料含水量的表示方法：湿基表示法和干基表示法。
湿基表示法是以农业物料质量为基准计算的。
干基表示法是以农业物料中固体物质为基准计算的。
农业物料学考试必备word精品
第一章基本物理参数1物料形状和尺寸的表示和测定方法：图形比较法、用类似的几何体表示、形状指数、形状系数、轴向尺寸、粒径、曲率半径2、形状指数：是把物体的实际形状与基准形状，如球体和圆等，进行比较的一个物理量。
3、圆度：是表示物体角棱的锐度，它表明物体在投影面内的实际形状和圆形之间的差异程度。
4、球度：表示物体实际形状和球体之间的差异程度。
5、粒径：是用来表示粒状或粉状物料的形状和尺寸的一种方法。
6、粒径可分为表示单个粒子的单一粒径和表示许多不同尺寸粒子组成的粒子群的平均粒径。
______7、粒度分布：是以粒子群的质量或粒子数的百分率计算的粒径频率分布曲线或累积分布曲线表示的。
8、容积密度：把试料装入已知体积的容器内，测量装入容器的物料质量，根据容器体积和物料质量求得的密度，一般用Pb表示。
9、粒子密度：根据物料实际体积和质量求出的密度，一般用Ps表示，简称密度。
10、真密度：又称固体密度，把试料仔细粉碎除去物料内部空洞所占体积求得的密度，一般用Pt表示。
11、物料密度测量方法：液浸法、气体置换法、比重梯度管法。
12、液浸法：悬浮法（适用于水果、蔬菜等较大物料）、比重天平法（适用于豌豆、大豆、玉米等较小物料）、比重瓶法（适用于谷粒、种子等脂类较高物料）［掌握前两种方法的计算公式］13、孔隙率：松散物料孔隙所占体积和整个物料所占体积之比。
14、孔隙比：孔隙体积与物料固体物质体积之比。
第二章固体农业物料的流变特性1、农业物料的流变特性是研究物料在外力作用下产生的变形和流动，以及载荷作用下的时效。
2、流变特性用应力、应变和时间三个参数表示。
3、弹性、粘性和塑性是用来描述农业物料流变特性的三种基本性质。
4、流变模型有三个基本元件，即弹性元件、粘性元件和塑性元件5、应力松弛：是指物料突然地变形到给定值并保持不变时，应力随时间变化的函数关系。
6、蠕变：是指物料突然地受到一个给定应力值并保持不变时，应变随时间变化的函数关系。
农业物料学-第二章-2011-2012
S p de / dc
Sp —球度 de —与实际物体体积相等的球体的直径 dc —实际物体最小外接球直径或物体的 最大直径
S p di / dc
di —物体最大投影面中的最大内切圆直径 dc —物体最大投影面中的最小外接圆直径
S p (abc)1/ 3 / a d e / a
a, b, c—三维轴向尺寸（长度、宽度、厚度）
Electromagnetic Radiation Properties of Foods and Animal Materials, Mohsenin N.N. Gordon and Breach Science Publishers, Inc., New York, 1984
Physical Properties of Foods and Food Processing System, Lewis M.J., Ellis Horwood Ltd., Chichester(England), 1987 Engineering Properties of Foods, Rao M.A., Rizvi S.S.H., Marcel Dekker, Inc., New York, 1986 Thermal Processing of Bio-Materials, Tadeusz Kudra and Czeslaw Strumillo, Gordon and Breach Science Publishers, 1998 Physical Properties of Foods, Peleg M., Bagley E.B., AVI Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut, 1981 Storage of cereal grains and their products (Fourth Edition), D. B. Sauer (Ed.), AOAC, St. Paul, MN., 1992
第一章 农业物料的基本物理特征-1
单位体积的表面积Sv是S与V的比值（体积比表面积），由：
S
=
as, a
d
2 a
=
xs2 ;
V
=
av,a
d
3 a
=
xv3
可得：
S v=
asv,a da
=
1 xsv
asv,a—物体的体面积形状系数，又称为比表面积形状系数 ； a ——投影面；
xsv ——物体的体面积尺寸。
对于球体：
所以：
马铃薯 1.38 0.876
胡萝卜 1.76 0.687
二 面积和体积
2 表面积的测量
（1）叶片表面积的测量 感光法、方格纸法、照相法、剪纸法、气流求积仪法、
统计法、机器视觉法等等
（2）水果表面积的测量 削条法、统计法、回转体法、
（3）鸡蛋表面积的测量
称重法：
S = KW m
K=4.56~5.07 m=0.66
二 农业物料学及其研究内容
1 农业物料学
农 业 物 料 学 也 称 为 农 业 物 料 物 理 特 性 （ Physical Properties of Agricultural Materials）是由农业工程 发展的需要发展起来的一门新学科。它是运用近现代物理 学理论、技木和方法，研究农业物料的物理性质以及各个 物理因子和农业物料相互作用的一门交叉学科。
长椭圆：
圆锥形：
垂直直径大于水平直径
朝顶端方向其尺寸逐渐变小
卵 形：
歪斜形：
鸡蛋形且柄端处较宽 连接柄端和顶端的轴线是倾斜的
倒卵形：
椭圆形： 倒转的卵形
接近于椭球体
平头形：
筋 形：
顶端和柄端两处是方形或扁平的
农业物料学-第一、二章-2011-2012
农业物料物理特性
Physical Properties of Agricultural Materials
杨德勇
课程考核
• 课程讲授： 课堂讲授+部分实验 • 课程要求： 基本理论及应用、测试原理与方法 • 课程考核： 平时成绩（30%） 作业成绩（70%） • 联系方式： 公用邮箱：nywlwltx@ 密码：123456 个人邮箱：ydy@
物料的基本物理参数（形状、尺寸、体积、密度、孔隙率、 表面积、比表面积、含水率等物理参数） 固体物料的流变特性（应力—应变—时间关系及本构方程） 液体物料的流动特性（不同流体的粘度及其测量） 物料的流体动力学物性（流体阻力、临界速度） 散粒物料的力学物性（摩擦特性、流动特性、料仓压力）
农业物料学是随着农业工程发展的需要而在近几十 年内形成的一门新学科，是运用近代物理学 理论、技术和方法，研究农业物料物理性质 以及各个物理因子和生物物料相互作用的一 门边缘学科，是物理学、工程学科和生物学 各学科间的桥梁，也是农业工程学科的基础， 在农产品加工、农机工程及食品工程中应用 广泛。
农业物料学 第二章
一、理想弹性体的流变特性 理想弹性体应力和应变关系可用虎克定律表示。
当虎克体在拉伸和压缩应力作用时，用下式求出弹性模量或杨氏 模量：
E
E----- 弹性模量或杨氏模量； σ ----- 拉伸或压缩应力； ε ---- 拉伸或压缩应变；
当虎克体受到剪切应力时，用下式求出剪切模量或刚性模量：
二、 麦克斯韦模型和流变方程式
0
0 e
时间t
0
0
时间t
三元件模型的应力松弛曲线
麦克斯韦体本质上是液体，但它同时具有弹性和粘性。松弛时间愈长，粘
性愈显著，愈接近于液体；松弛时间愈短，弹性愈显著，愈接近于固体。当松
弛时间一定时，如果外力作用时间愈短，麦克斯韦体愈象固体；如果外力作用 时间愈长，它就愈象液体。
三、理想塑性体的流变特性
塑性流动的定义：
物料在外力作用下，当剪切应力小于某个极
限值时物料不会产生剪切应变；当剪切应力达到 该极限值时物料即产生剪切应变，只要保持这个 剪切应力，剪切应变将不断增加，把这种形变称 为塑性流动。 应 变ε
σ
y
σy是个极限值，物料能够产生应变的最小应力值，也称屈服应力。和粘性流 动一样，当除去应力后理想塑性体的应变是完全不能恢复的，我们把这种不能恢 复的应变称作残余应变或永久变形。
二、理想粘性体的流变特性
牛顿定律：它原是一个假设，经过库仑的实验证明才成为定律，并且证 实粘性是液体本身的内摩擦，而且此内摩擦力与液体所受的压力无关。 由于各种液体分子的大小、质量、形状和化学性质的不同，其粘性也不 同。遵循这个定律的液体称为牛顿流体或牛顿式流。 简言之，牛顿流体定义为：在各种剪应力和剪切应变速率的情况下，流 体在流道中流动时，存在一种粘度常值，其关系式为：
农业物料学
课程简介课程号： 13120310课程名称：生物物料学课程英文名称： Physical Propeties of Bio-Materials 周学时：1～1.5学时学分：1.5主要教学内容：绪论总述第一章基本物理参数第二章固体生物物料的流变特性第三章液体生物物料的流动特性第四章生物物料的流动力学特性第五章散粒物料的力学特性第六章生物物料的热学特性第七章生物物料的光学特性第八章生物物料的电学特性第九章生物物料的核磁共振， X 射线等反应特性选用教材或参考书：《 Physical Propeties of Bio-Materials 》《农业物料学》周祖锷，中国农业出版社， 1994 年 5 月教学大纲一、课程的教学目的和基本要求《生物物料学》是生物系统工程专业的重要专业基础平台课程之一。
它是运用近代物理学理论、技术和方法，研究农业物科物理性质以及各个物理因子和生物物料相互作用的一门边缘学科。
它是物理学、工程学科和生物学各学科之间的桥梁，也是生物系统工程学科的基础。
它的任务是为学生学习有关专业课以及今后从事科研、教学、生产和开发工作建立比较牢固的生物物料物理特性基本理论研究基础。
通过本课程的学习，学生应掌握生物物料物理特性研究的基本理论、基本知识和基本技能，在分析问题和解决问题的能力上有所提高。
为了完成和达到《生物物料学》的教学任务和要求，在整个教学环节中，要特别注意培养学生的独立思考能力。
教学内容宜以物料物理特性研究为主线，加强机械学、热学、电学、光学、声学等等基本理论和基本知识的教学与训练。
使学生能牢固和熟练地掌握和应用它们。
只有掌握足够的基础知识，才能学好理论。
必须重视基本技能和实验技术的训练。
二、相关教学环节安排为实现大纲的基本要求，创造条件采用 CAI 、多媒体等先进教学手段。
本大纲的部分内容可以而且应该由学生通过自学、作业和练习等方法获得。
课堂讲授以解决重点、难点及关键问题为主，着重调动学生的思维积极性，指导学生自学。
农业物料学课程研究性教学探索与实践
农业物料学课程研究性教学探索与实践【摘要】本文探讨了农业物料学课程研究性教学的实践与探索。
在介绍了背景和研究目的。
在对农业物料学课程内容进行了分析，探讨了研究性教学方法，并通过案例分析展示了教学效果。
同时也对教学效果进行评价，并总结了实践经验。
结论部分提出了对农业物料学课程研究性教学的启示，展望未来发展方向。
通过本文的研究，可为农业物料学课程研究性教学提供借鉴和参考，促进该领域的教学质量和学生学习效果的提升。
【关键词】农业物料学、研究性教学、探索、实践、教育、课程、案例分析、教学效果、评价、启示、发展方向1. 引言1.1 背景介绍农业物料学作为农业工程的重要组成部分，在现代农业生产中发挥着重要的作用。
随着农业技术的不断进步和农业生产的不断发展，对农业物料学课程的教学模式也提出了更高的要求。
传统的教学方法已经不能满足学生对专业知识的需求，因此研究性教学逐渐成为一种重要的教学方法。
农业物料学课程的研究性教学探索旨在通过改变传统的教学模式，激发学生的学习兴趣，促进学生的自主学习能力和创新能力的提升。
通过引入案例分析和实践操作等教学方法，可以更好地培养学生的动手能力和实践能力，使他们在学习过程中能够更好地掌握理论知识并将其运用到实践中去。
本研究旨在探讨农业物料学课程研究性教学的实践效果，并对未来的教学模式和发展方向进行展望，以期为农业物料学教学的改进和提高提供参考和借鉴。
1.2 研究目的本研究旨在探索和实践农业物料学课程的研究性教学模式，通过分析课程内容、探讨教学方法、对案例进行深入分析、评价教学效果和总结实践经验，进一步提高学生的学习积极性和创新能力，促进学科知识的深入理解和应用。
通过本研究，旨在为农业物料学课程的教学改革提供参考，为培养学生的研究能力和实践能力提供有效途径，推动农业物料学教育的创新发展，为未来的教育改革和发展提供有益经验和借鉴。
2. 正文2.1 农业物料学课程内容分析农业物料学是农业学科中的一个重要领域，涉及到农产品的生产、加工、利用和贮藏等方面。
[优选]《农业物料学》课堂教学方法探索
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《农业物料学》课堂教学方法探索《农业物料学》是农业工程专业的重要专业基础平台课程之一,是农业机械化设计、农产品检测以及运输等方面研究的前提和基础,在农业发展中具有重要的理论意义和实践意义。
它是运用近代物理学理论、技术和方法,研究农业物料物理性质以及各个物理因子和生物物料相互作用的一门边缘学科。
它是物理学、工程学科和生物学各学科之间的桥梁,也是生物系统工程学科的基础。
它的任务是为学生学习有关专业课以及今后从事科研、教学、生产和开发工作建立比较牢固的农业物料物理特性基本理论研究基础。
为了完成和达到《农业物料学》的教学任务和要求,在整个教学环节中,要特别注意培养学生的独立思考能力。
教学内容宜以农业物料物理特性研究为主线,加强机械学、热学、电学、光学等基本理论和基本知识的教学与训练。
使学生能牢固和熟练地掌握和应用它们。
只有掌握足够的基础知识,才能学好理论。
必须重视基本技能和实验技术的训练。
课堂教学内容设计该课程为我系农业机械化与自动化专业大三学生必修课程,共30个学时,24个学时的课堂理论教学和6个学时的实验教学。
由于本课程学时少内容多,所以在保证课程知识体系完整的基础上,对教材内容加以取舍,去粗取精,及时吸收农业物料学科和行业的最新研究成果,关注行业发展趋势和市场就业动态,科学合理的构建教学内容,以期学有所用,学以致用。
课程内容的讲解遵循主次分明,重点难点突出的原则。
既注重基本理论知识的传授,又对重点难点详细讲解,并辅以基本技能训练强化对重点难点知识的消化、理解和掌握,达到课程教学目标。
该课程共分为八章。
第一章基本物理参数部分主要介绍农业物料形状和尺寸的表示方法、农业物料的密度及其测量、孔隙率以及表面积和比表面积;第二章固体农业物料的流变特性部分主要介绍了理想物体的流变特性、流变模型和流变方程式(重点介绍了伯格斯模型)、详细介绍了农业物料的流变性质及其测定;第三章液体农业物料的流动特性包括液体农业物料的流动特性及测定;第四章流体动力学特性包括阻力和阻力系数、临界速度的概念及其测定;第五章散粒物料的力学特性主要是指散粒物料的摩擦特性、流动特性及其对容器的压力;第六章农业物料的热学特性部分包括传热的基本形式、农业物料热学性质的测定、农业物料的热学性质及其热学性质的应用;第七章农业物料的光学性质包括光在农业物料中的传播及其相互作用、农业物料的光特性及其在农业工程中的应用;最后一章是农业物料的电学特性主要包括农业物料电学特性及其测定、电特性在农业工程中的应用。
第一章 农业物料的基本物理特征-2
总结上节第一章农业物料的基本物理特征农业物料的基本物理特征，主要包括物料的单元素尺寸、综合尺寸、外观形状、表面积、体积、密度、孔隙比等。
第一节形状、大小和分布一尺寸和形状1 尺寸长（L ）——平面投影图中最大的尺寸；宽（B ）——垂直于长度方向的最大尺寸；厚（T ）——垂直于长、宽方向的直线尺寸。
一尺寸和形状2 形状2.1 图形比较法图形比较法是将物料的纵剖面和横剖面的形状绘制成图并和标准图形进行比较，以确定物料的形状。
2.2 用类似的几何体表示如物料的形状和球体、立方体、圆往体等一类规则几何体相类似时，则可用相类似几何体来表示物料的形状和尺寸。
2.3 形状指数形状指数是把物体的实际形状与基准形状，如球体和圆等进行比较的一个物理量。
（1）圆度圆度(roundness)：表示物体角棱的锐度。
它表明物体在投影面内的实际形状和圆形之间的差异程度。
r min ——最大投影面积图形上类球体的最小曲率半径；R p ——最大投影面积图形上类球体的平均半径（等面积半径）A p ——类球体在自然放置稳定状态下的最大投影面积；A c ——类球体在自然放置稳定状态下的最大投影面积的最小外接圆面积pmin R r R r =cp A A R d =NRr R i d ∑=2.3 形状指数（2）球度球度是表示物体实际形状和球体之间的差异程度。
ce p d d S =1S p1——球度，%；d e —与实际物体体积相等的球体的直径，m ；d c —实际物体最小外接球直径或物体的最大直径，m 。
ci d d S =p2S p2——球度，%；d i —类球体的最大投影面积图形的最大内接园直径，m ；d c —类球体最大投影面积图形的最小外接圆直径，m 。
二面积和体积物体各向尺寸之间的数字关系取决于物体的形状。
物体各向尺寸之间的无量纲组合，称为形状因数，如长宽度(L /B )、扁平度(B /T ) 。
物体各种尺寸与其面积或体积之间的关系称为形状系数，是表示物体实际形状与球形不一致程度的尺度，如面积形状系数、体积形状系数。
农业物料
农业物料学是运用近代物理学理论、技术和方法，研究农业物料物理性质以及各个物理因子和生物物料相互作用的一门边缘学科，是物理学、工程学科和生物学各学科间的桥梁，是农业工程学科的基础，是是农业机械化及其自动化专业的一门专业选修课。
主要任务是系统学习农业物料的基本物理特性、流变特性、动力学特性、以及电学、光学、电学特性等基本理论、测试方法及应用。
二、教学目标要求1.理解和掌握农业物料的物理特性参数及其测试原理和方法；2.理解和掌握固态和液态农业物料的流变学基本理论；3.理解和掌握流体动力学特性基本理论及其测试原理；4.理解和掌握散粒体物料的力学特性基本理论及其测试原理；5.理解和掌握农业物料的热特性基本理论及其测试方法和原理；6.了解和理解农业物料的电磁学、光学和电学特性的基本知识。
三、理论教学内容及安排第1章绪论（1学时）1.1 农业物料学及其研究的意义1.2 农业物料特性研究的现状1.3 课程主要内容与学习方法第2章农业物料的物理参数（3学时）教学目标：理解形状和尺寸、密度、空隙率的测量原理。
掌握粒径和粒度、密度、空隙率、比表面积、水分和水分活性的概念，物料密度、空隙率、粒径和粒度、水分的测定方法。
重点、难点：重点是物料的形状和尺寸、密度、粒径和粒度、空隙率、比表面积、水分和水分活性的基本概念及其测定方法。
难点是圆度和球度的计算方法、水分和水分活性之间的相关理论关系等。
2.1 形状和尺寸(1学时)2.1.1 圆形和球形2.1.2 粒径和粒度2.1.3 曲率半径2.2 密度及其测量2.2.1 密度的定义2.2.2 密度的测量2.2.3 农业物料的密度2.3 孔隙率2.3.1 孔隙率的定义2.3.2 孔隙率的测量2.4 表面积和比表面积2.4.1 表面积和比比表面积的定义2.4.2表面积和比比表面积的测量2.5 水分和水分活性2.5.1 水分的表示方法2.5.2 水分活性2.5.3 水分的测定第3章固体农业物料的流变特性（6学时）教学目标：理解伯格斯模型、宾汉模型的流变方程及蠕变、应力松弛的基本概念，以及固体农业物料的流变性质及其测定；掌握农业物料流变特性的基本概念、理想物料的流变特性、麦克斯韦模型、开尔文模型的流变方程。
农业物料 第二章 基本物理参数
第二章基本物理参数第一节形状和尺寸一图形比较法：将物料的纵剖面和横剖面的形状与标准图形相比较以确定物料的形状。
常用术语：圆形、扁圆形、长椭圆、圆锥形、卵形、椭圆形、不对称、歪斜形、规则、不规则。
二．用类似的几何体表示根据物料形状，用相似规则几何体表示，利用其计算公式计算物料的体积和表面积。
利用实验方法确定实际体积和表面积后，可确定实际值与计算值之间的比例系数从而确定各种农产品典型形状的校正系数。
三．形状指数：是把物体的实际形状与基准形状进行比较的一个物理量；1.圆度比和圆度（roundness）：表示物体角棱的锐度，表明物体在投影面内的实际形状与圆形之间的差异程度。
2. 球度（sphericity）：表示物体实际形状与球体之间的差异程度。
四．形状系数：表示物体实际形状与球体之间的接近程度。
A 1、A 2、A 3 —物体在三个垂直平面内的投影面积；Ac —平均投影面积凸状物理论： 一般物料：根据K 或 值可判别物料形状与球体间的差异。
五．轴向尺寸：采用照片放大器或投影设备反映物料外形轮廓。
物料的三维尺寸分别用a 、b 、c 表示。
三轴两两垂直但不一定相交。
尺寸、形状密不可分。
π36132≤S V cA S 4=3321A A A A c ++=320321169V K V A c =⎪⎭⎫⎝⎛≥π21.1169310=⎪⎭⎫⎝⎛=πK 2V K A c =K/21.1=ϕ32V A K c=ϕ六．粒径：用于表示粒状、粉状物料的形状和尺寸（单个颗粒的粒径或由不同尺寸粒子组成的粒子群的平均粒径）的一种方法。
1.单一粒径：ÓÃܶȣ¬l-Á÷Ó³Á½µËٶȣ¬s-Á£××ÓÌå»ý£¬-Á÷ÌåÕ³ÐÔϵÊý£¬v t-Á£×¢£ºf-ͶӰÃæ»ý£¬V-Á£×ÌåÃܶÈ2. 平均粒径3.粒径计算方法： （1）粗颗粒平均粒径：（2）细粉平均粒径：调和平均径： 算术平均径：36nmd s s πr =å=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=mi i i sd x d 11å==mi i i s d x d 1)(六．曲率半径：曲率半径主要影响物料的接触应力、变形、物料孔隙率、体积和密度等。
农业物料学复习要点
农业物料学复习要点绪论：农业物料学是指农业生产和加工的对象第一章基本物理参数1、形状指数：是把物体的实际形状和基本形状，如球体，圆等，进行比较的一个物理量。
物理意义：圆度是表示物体角棱的锐度，它表明物体在投影面内的实际形状和圆形之间的差异程度；球度是表示物体实际形状和球体之间的差异程度，它表示了以相同体积球体为基准的物体形状特征。
2、密度定义：物体每单位体积内所具有的质量。
密度的测量法：液浸法、（悬浮发、比重天平法、比重瓶法），气体置换法（压力比较法、定容级压缩法、定容积膨胀法、不定容积法），比重梯度管法。
3、孔隙率：松散物料空隙所占体积和整个物料所占体积之比。
E=n/n+1(n是孔隙比)4、农业物料含水量表示方法：湿基表示法是以农业物料为基准，干基表示法是以农业物料中固体干物质为准计算的。
湿基含水量表达式Mw=mw/(ms+mw)。
(mw物料中水的质量，ms物料中所所干物质的质量)干基含水量表达式Md=mw/ms。
第二章固体农业物料的流变特性1、粘弹性：应力和应变关系可能与应变速率及应变时间的饿、高阶微分有关，这种与时间相关而产生的特性。
2、建立流变模型满足条件：a模型必须能够预测任何应力—应变情况下的实际物料性质，b模型必须能够适应拉伸和压缩应力及其相对的应变，c在实际物料料中，当流变特性发生变化时必须能依据模型参数加以解释。
3、麦克斯韦模型中弹性元件和粘性原件串联而成；开尔文模型由弹性元件和粘性原件并联而成；伯格斯模型由弹簧、阻尼器和开尔文模型三种原件串联而成。
4、农产品力和变形关系：图中y点是生物屈服点，在y点以后，力不在增加甚至有时还减少，而变形却不断增加。
在一些农产品中，生物屈服点的存在标志这物料中细胞结构开始破裂。
生物屈服点可以出现在点LL以后的任何位置，LL处力和变形关系曲线开始偏离初始的线性区段，点LL称作弹性极限点。
图中R点称为破裂点，在这位置时物料在轴向载荷作用下产生破裂。
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11试讨论液体的流动特性在农产品品质特性研究中的应用？（10）参考答案：（1）液体生物物料纯度检测。
如蜂蜜加糖后，相同温度时对纯蜂蜜的粘度不同，利用该原理进行检测。
（2）液体的流动特性是其产品的质量标准，如检测番茄酱的流动曲线可以确定其番茄汁的含量，进行对其品质进行评价。
（3）如检测不同品牌牛奶的流动曲线，可以区分牛奶的品牌，对比其固体牛奶的含量等。
12农业物料的光学特性在农业物料的质量检测和分选中的应用1，颜色和成熟度检测；如园艺产品成熟度，农产品颜色评定等2，成分分析；如谷物和肉产品的含水率，牛奶脂肪含量等3，内部缺陷检测；如苹果水心，马铃薯空心，鸡蛋中血点和小麦黑穗病检测4，自动化分选；如马铃薯和土块分离，颜色或熟度自动分级13影响农业物料热特性的主要因素农业物料的热容量和比热随物料组成成分、含水率、温度而变化。
农业物料的比热随含水率而变，一般呈线性关系；比热随温度升高而增大。
农业物料的导热率随含水率而变化，一般呈线性关系。
农业物料的导热率在冰点以上随温度升高而增大；冰点下则相反。
物料的导热率受子粒尺寸的影响。
在相同含水率和温度时，籽粒尺寸越大，其导热率也越大。
物料的导热率受容积密度的影响。
在相同含水率和温度时，物料的导热率随容积密度的增加而增加。
对于大部分农业物料，导温系数随温度和含水量而变化。
一般的说，导温系数随含水量增加而下降，有的呈线性关系，有的呈非线性关系1.物料的形状和尺寸在农产品加工中的意义？密度的概念？答：密度是物体每单位体积内所具有的质量。
意义在农产品加工过程中如机械分选和分级、气流输送和分离以及产品的热处理等必须精确地确定物料的形状和尺寸。
2.简述各种密度的概念。
答：容积密度-把试料装入已知体积的容器内，测量装入容器的物料质量，根据容器体积和物料质量求得的密度，一般用Pb表示。
粒子密度-根据物料实际体积和质量求出的密度，一般用Ps表示，简称密度。
真密度-又称固体密度，把试料仔细粉碎除去物料内部空洞所占体积求得的密度，一般用Pt表示。
3.简述密度测量原理及各种测定方法的优缺点。
答：原理-测出物料实际体积和质量，从而由Ps=m/v4.简述孔隙率的定义，举例说明其在农业工程中的应用。
答：定义-松散物料孔隙所占体积和整个物料所占体积之比称为孔隙率。
5.什么是湿基含水率、干基含水率、两者有何区别与联系？答：物料中所含水的质量与物料质量的比值。
物料中所含水的质量与物料干质量的比值。
干基含水率总是大于湿基含水率，二者可以互相变换。
Mw=Md/(100+Md)*100% Md=Mw/(100-Mw)*100%6.何谓水分活性？答：物料在平衡水分时的环境相对湿度，也可定义为物料中水蒸气和相同温度时纯水蒸气压之比，记作：aw*100=%ERH=p/p0*1007.何为流变学、粘弹性？答：研究物体形变和流动的科学；与时间相关而产生的特性。
8.简述各流变模型的基本单元及其流变方程式，并简要说明。
答：弹性元件-用遵守虎克定律的线性弹簧表示，其流变方程式为：E为与弹簧弹性有关的常数，表示正应力，表示正应变。
粘性元件：方程式：表示正应力，表示正应变速率，为粘性系数。
塑性元件：用摩擦块表示，方程式：，为正应力，为屈服应力。
9.何谓牛顿流体、准粘性流体、塑性流体？答：液体的流动曲线为通过坐标原点的一条直线时，这种流动性质的液体所有气体都是牛顿流体，纯液体及简单的溶液大多是牛顿流体；液体的剪切应力和剪切速率的关系式通过坐标原点的一条曲线；如果流体开始流动以后，剪切应力和剪切速率为直线关系时的这种流体，如干酪和巧克力酱、奶油。
10.简述各种流体的性质及其流动曲线。
答：牛顿流体、准粘性流体、塑性流体、触变性和塑变性流体、粘弹性流体。
11.简述细管法测定粘度原理。
答：在细管粘度计内流体受外力作用而通过细管，其粘度可根据流量、外加压力和细管几何尺寸确定。
在一定外加压力下，流体粘度愈高则流体在单位时间内的流量愈小，只要比较其流量大小即可比较其粘度大小。
12.简述旋转法则测定粘度的原理。
答：在旋转式粘度计内，流体受到外扭矩作用而旋转，其粘度可根据旋转部件角速度外扭矩和仪器的几何尺寸而确定。
流体粘度越高，则旋转部件产生相同角速度所需要外扭矩愈大，只要比其扭矩大小，即可判断其粘度大小。
13.简述临界速度概念及其应用。
答：沉降速度和悬浮速度统称为临界速度，物料从静止的流体中自由下落，最终达到匀速向下运动，把这一速度称为改物料的沉降速度；如果流体一物料沉浮速度向上运动，则物料颗粒将会在某一水平上呈悬浮状态，把此流体速度称作物料的悬浮速度。
利用气流或流体分离某种产品时，必须了解包含的全部物料的临界速度，以便确定良好对对对的分离物料所需的气体或液体速度范围。
第五章1.何谓散粒体？举例说明.散粒物料是有许多松散，分散，形状尺寸差不多的颗粒所组成的群体，又称散粒体。
农业物料中的种子，谷物，颗粒饲料，奶粉以及水果，蔬菜等均属于散粒物料。
2.简述滑动摩擦角，滚动稳定角，休止角，内摩擦角的定义与应用！滑动摩擦角表示散粒物料与接触固体相对滑动时，散粒物料与接触面间的摩擦特性，其正切值为滑动系数。
滚动稳定角反映单粒柱状，球形或类似球形物料与所接触表面的滚动摩擦特性。
它是物料输送机械，清选机械等重要设计参数之一。
休止角指散粒物料从一定高度自然连续地下落到平面上时，所堆积成的圆锥体母线与地平面的夹角，它反映了散粒物料的内摩擦特性和散落性能。
内摩擦角（莫尔包络线和水平线的夹角）是反映散粒饲料间摩擦特性和抗剪强度，它是确定贮料仓仓壁压力以及设计重力流动的料仓和料斗的重要设计参数。
3.简述休止角与内摩擦角的区别于联系，（卷子有）4，简述散粒物料在料仓与料斗内的重力流动形式及各自的特点。
若散粒物料在料仓或流斗内能象液体那样在不同高度上同时均匀全部地先下流动，则称为整体流。
整体流动时无论中心部分还是靠料斗壁处的物料都充分流动，先装进的物料先流出来，使物料迅速排空而无死区存在。
如果散粒体在料仓和料斗的中心部分产生漏斗状的局部流动，而周围其它区域的物料停滞不动，则称为中心流或漏斗流。
漏斗流流动时，先装进去的物料后流出来，漏斗状通道周围的静止物料形成死区，减少了料仓的有效空间。
在狭窄的漏斗状通道中流动不稳定，速度不均匀，容易在料斗内“接拱”，引起流动中断。
5.简述浅仓和深仓的定义。
以料仓的当量直径定义：若物料深度为h,料仓的当量直径为De，则当h《=De时为浅仓，h>De时为深仓。
料仓当量直径为液力半径的4倍。
料仓液力半径为料仓横截面积和料仓周长之比。
以休止角定义：从仓壁和底板的交点画一条鱼地平面夹角等于物料休止角的斜直线。
当这直线和对面仓壁交点位于物料上表面的下方则为深仓，当这直线和对面仓壁交点位于物料上表面上方则为浅仓。
以物料静滑动摩擦系数f和压力比K定义：若物料深度为h,圆仓直径为D，则满足下式时为深仓，h/D>=0.75(1/f*K)反之为浅仓。
1、水的活性：指物料在平衡水分时的环境相对湿度2、透光率或透光度：从一个物体上透光度的强度与入射光强度的比值3、球度：表示物体实际形状和球体之间的差异程度4、定向径：指粒子投影图上任意方向的最大距离5、应力松弛：指物料突然的变形到给定值并保持不变时，应力随时间变化的函数关系6、蠕变:指物料突然的受到一个给定应力值，并保持不变时，应力随时间变化的函数关系7、流变学：研究物体变形和流动的科学8、临界速度：沉降速度和悬浮速度的统称9、散粒体：由许多松散、分离、形状尺寸差不多的颗粒所组成的群体10、辐射换热：指温度不同的两个或两个以上物体间相互进行热的辐射和吸收所形成的换热的过程11、粒子密度：根据物料实际体积和质量求出的密度12、延迟发光：绿色的含有叶绿素的农产品在用光照射激励后的若干秒内其表面会发光的现象13、生物电：生物体的组织和细胞所进行的生命活动都伴随电现象，产生一定的电位变化，把这种生物体内的电现象称为生物电14、休止角：指散粒物料从一定高度自然连续的下落到平面时，所堆积成的圆锥母线与底平面的夹角15、比热：比热是指单位质量物质温度每升高或降低1度（K）所吸收或放出的热量。
16、孔隙率：松散物料孔隙所占体积和整个物料所占体积之比称为孔隙率17、动静摩擦系数二者在概念上是不同的。
滑动摩擦角和摩擦系数的测定方法通常有两种：一种是物料相对于给定摩擦表面移动；另一种是给定摩擦表面相对于物料移动。
斜面仪是属于前一种测定方法的常用装置。
测定时将物料装入无底容器内并放置在斜面仪的斜面上，缓慢摇动手柄使斜面倾斜角逐渐增大。
当物料刚开始在斜面上下滑动时，该斜面的倾角即为静滑动摩擦角。
当物料匀速下滑时的斜面倾角为动滑动摩擦角。
18、休止角与内摩擦角的区别和联系1、休止角和内摩擦角都反映了散粒物料的内摩擦特性；2、休止角和内摩擦角两者概念不同。
被摩擦角反映散粒物料层间的摩擦特性，休止角则表示单位物料在物料堆上的滚落能力，是内摩擦角特性的外观表现3、数值不同。
对质量和含水率近似的同类物料，休止角始终大于内摩擦角，且都大意滑动摩擦角。
对于缺乏粘聚力的散粒物料如砂子等，其休止角等于内摩擦角。
19、影响农业物料热特性的主要因素农业物料的热容量和比热随物料组成成分、含水率、温度而变化。
农业物料的比热随含水率而变，一般呈线性关系；比热随温度升高而增大。
农业物料的导热率随含水率而变化，一般呈线性关系。
农业物料的导热率在冰点以上随温度升高而增大；冰点下则相反。
物料的导热率受子粒尺寸的影响。
在相同含水率和温度时，籽粒尺寸越大，其导热率也越大。
物料的导热率受容积密度的影响。
在相同含水率和温度时，物料的导热率随容积密度的增加而增加。
对于大部分农业物料，导温系数随温度和含水量而变化。
一般的说，导温系数随含水量增加而下降，有的呈线性关系，有的呈非线性关系20农业物料的热学特性及其影响因素A农业物料的比热：随物料组成成分，含水量，温度等变化。
B农业物料的导热率：随化学成分（水，脂肪和空气的含量），物理结构，物质状态和温度变化。
C农业物料的导热系数：它是导出量虽物料导热率增加而增加，随比热和容积密度增加而减小。
D对流热换系数：又称单位面积导热率，膜系数，它是与流体热特性和流体动特性有关的物理系数，受流体密度，粘度，流体比热，和导热率一及流体速度和平均温度有关。
21生物电：生物体的组织和细胞进行的生命活动都伴随放电现象，产生一定的电位变化，通常把这种生物体内的电现象称为生物电。
它反映了生物生命活动的一些物理化学变化，与生物体的新陈代谢有关，一旦生命停止，生物电也即消失。