农业物料学.
111农业物料学
1、物料的形状和尺寸是不可分割的两个参数。
2、根据体积测定方法不同，密度有不同的定义：容积密度、粒子密度、真密度（最大）。
3、农业物料中含有的水可分为两种：自由水、结合水。
4、农业物料含水量表示方法有两种：湿基表示法和干基表示法。
5、湿基表示法是以农业物料质量为基准计算的。
6、干基表示法是以农业物料中固体于物质为基准计算的。
7、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。
流变特性用应力、应变、时间三个参数表示。
8、弹性、粘性和塑性是描述固体农业物物料流变特性的三种基本性质。
9、理想弹性体——虎克体理想粘性体——牛顿流体理想塑性体——圣维南体10、应力松驰：物料突然变形到给定值保持不变，应力随时间变化的函数关系。
即物料瞬时变形后，在变形(应变)不变情况下，物料内部的应力随时间的延长而减少的过程。
11、蠕变：物料突然受到一个给定应力值并保持不变，应变随时间变化的函数关系。
即把一定大小的力(应力)施加于粘弹性体时，物体的变形(应变)随时问的变化而逐渐增加的现象。
12、麦克斯韦模型在外力作用下，两个元件所受应力是相等的，总应变是两个元件应变之和。
13、开尔文模型在外力作用下，两个元件所受应变相等，而总应力为两个元件所受应力之和。
14、如果将广义麦克斯韦模型中某个麦克斯韦元件中除去阻尼器，则该模型在应力长期作用下应变不可能无限增加。
同理，如果在该模型的某个麦克斯韦元件中除去弹簧，则该模型在瞬时加载时不会产生瞬时应变。
15、如果将广义开尔文模型的某个开尔文元件中除去弹簧，则该模型在长期加载下应变将会无限增加。
同理，如果将广义开尔文模型中某个开尔文元件中除去阻尼器，则该模型在瞬时加载下将会产生瞬时应变。
16、在正弦交变应力—应变法中粘弹性物料受到正弦变化应力作用时，应变也将随应力相同频率作正弦变化，并且滞后应力一个相位角φ。
17、影响粘度的主要因素：温度、压力、溶液浓度等。
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。
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
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。
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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。
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
农业物料学 （田海清）判别物体的形状以后，它的体积和表面积可以用相应的公式计算。
体积和表面积按上述公式估算后，用实验方法确定物体的实际体积和表面积。
体积和表面积按上述公式估算后，用实验方法确定物体的实际体积和表面积。
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。
谷粒和种子一类较小的物料，可采用照片放大器或投影仪描绘其外形轮廓，并用三轴尺寸a 、b 、c 表示物料的形状和大小。
★基本概念: 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。
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。
1、粗颗粒的平均粒径计算首先从试样中任意地广泛采集n 个粒子（一般取200粒以上，越多越好），用普通天平测其总质量为 ,设粒子密度为 ，则平均粒径 可按下式计算首先用筛分法测定全部粒子的粒径分布。
将一定量的粉料（大约50-100克左右），用筛孔尺寸分别为的m+1个筛子进行分级 , 设:则全部粒子的平均粒径可用调和平均径或算术平均径计算。
调和平均径为 ： ★密度的定义：物体每单位体积内所具有的质量称密度。
物体的质量与同体积的 l 大气压、4℃的纯水的质量之比称比重。
根据体积测定方法不同，密度有不同的定义。
（一）容积密度（二）粒子密度（三）真密度 ； 从理论上讲，如果已知农业物料的组成成分，则密度可由下式计算：例如：苹果的质量组成成分中，水为84.4%、糖为14.55%、脂肪为0.6 %、蛋白质为0.2%，则苹果的密度为： 第三节 孔隙率松散物料如青贮、干草、谷粒和其它多孔物料在堆放或装入容器中时物料之间的间隙称为孔隙。
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。
孔隙体积与物料固体物质体积之比称为孔隙比。
在研究气流和热流运动时经常要用到这些参数。
孔隙率和孔隙比之间存在以下的关系：第二章 固体农业物料的流变特性★流变学基本概念: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。
农业物料学重点+模拟卷
绪论农业物料：指农业生产、加工和处理的对象，包括动、植物物料及其半成品和成品，以及土壤、化肥、农药等有生命物料和无生命物料。
农业物料学：主要争论农业物料中各种带有共性的物理特性，为各种机械和系统(如生产、处理、加工、贮藏、包装、运输和质量检验等)供给合理和牢靠的设计依据和检验标准。
第一章农业物料的物理参数农业物料的外形大多是不规章的。
按其形态来说，有块体(如水果、块根等)、粒体 (如种子和谷粒等)、粉体(如面粉和饲料等)以及茎叶体等外形指数通常用圆度或球度来表示〔或推断〕某外形1. 圆度〔roundness 〕表示物体角棱的锐度，可说明物体在投影面内的实际外形与圆形之间的差异。
2. 球度(sphericity)它表示物体的实际外形和球体之间的差异程度。
定义外形系数为：ϕ ＝1.21/K种子、颗粒饲料或粉状饲料，称为散粒体或散体，细粒也称为粉体。
粒径—表示单个粒子在某种几何意义下的尺寸。
平均粒径―不同尺寸的粒子群在某种几何意义下的长度平均值。
粒度―是具有某一粒径的粒子在粒体群中所占的比例泰勒标准筛系列是以 45μ m 为起点，有二个序列，一个是根本序列筛比是,另一个是附加系列筛比是在 25.4mm 以上开孔，直接以开孔尺寸表示孔的大小，对25.4mm 以下的孔，用 25.4mm 长度上的编织丝的根数来描述孔的大小，称为“目”。
密度的定义物体每单位体积内所具有的质量称密度(g/cm3、kg/m3)。
依据体积测定方法不同，密度有不同的定义：1)容积密度〔bulk density 〕物料质量与其所占容器体积之比2)粒子密度〔particle density 〕物料质量与物料实际体积之比3)真密度〔true density 〕物料质量与除去物料内部孔隙后的物料体积之比事实上，水和其它物质的密度是随温度而变化的。
几乎在全部状况下，密度是随温度增加而下降的。
孔隙率：颗粒之间全部空隙体积与总体积之比。
孔隙比：孔隙体积与物料固体物质体积之比。
农业物料学1
1、图1 中反映了农业物料哪些的光学信息。
答案：(1)不同单位物料有不同的反射率值，光谱特性曲线的差异主要是由于物料组成物吸收特性不同造成的。
(2)同一物料在不同波长下反射率不同，存在若干吸收带，吸收带的位置的波长约为950、1150 和1400nm。
(3)高含水量的物料（苹果，马铃薯）反射率较高；低含水量的物料（肉，干土块）反射率较低，可用近红外来测量物料的含水量。
(4)红苹果和绿苹果的反射率不同，650nm 处差距最为明显，可能是因为红苹果和绿苹果中叶绿素含量不同造成的，可以作为苹果成熟程度的判别。
2、鸡蛋的新鲜度可有哪些生物物料物理特性来检测，请说明检测原理。
（10 分）答案：鸡蛋的新鲜度可以通过以下几方面来测量：(1)光学特性：光照射到一物体后，一部分被外表面反射；一部分进入物体发生散射，或被物体所吸收；其余部分则透过物体。
可以根据透射率与鸡蛋内部品质之间的相互关系，判定其新鲜度。
还可以在灯光透视下，观察蛋壳结构的致密度、蛋白、蛋黄、气室小等特征，对蛋进行综合品质评价。
(2)声学特性：陈旧蛋由于蛋内分散发，蛋白变稀，蛋黄膜破裂，摇动时发声程度不同。
(3)电学特性：利用鸡蛋的介电常数或静电常数来建立与鸡蛋新鲜度的相互关系(4) 比重测定法：贮存时，由于蛋中分不断蒸发，比重每日减少0.0017～0.0018。
鸡蛋的比重在1.04 以下说明蛋存放较久，比重在1.015 时可推知蛋已经完全腐败。
(5)蛋形指数：新鲜鸡蛋蛋黄呈圆形，较小，转动慢；陈旧蛋蛋黄偏大，或散开，转动快。
3、为什么大多数农产品的导热率随水分的提高而增加? （10 分）水的导热率比农产品干物质的导热率高，当含水率时，物料中含有较多的水分，物料的整体导热率就大，如果农产品的含水率低则其内部含有较多的气隙，因为气体的导热率低，所以农产品整体的导热率低。
大部分的农业物料都含有较多水分，这些物料的导热率应根据它们的含水率和干物质导热率加以估算。
农业物料学-第一二章
柚
胡萝卜
判别形状以后，它的体积和表面积可以用相应的公式计算． 体积和表面积按公式估算后，用实验方法确定物体的实际体 积和表面积。 求出计算值和实测值之间的比例系数，从而确定 各种农产品典型形状的校正系数。
二、类似几何体表示法
根据物料形状，用相似几何体表示，利用其计算公式计算物 料的体积和表面积
长球体
粮仓
茶叶平捻机拣梗机
小麦螺旋输送机
5、农业物料的热学特性 以植物和动物为原料的许多农产品，在销售到消费者之前 将经受到各种类型的热加工。热加工包括加热、冷却、 干燥和冷冻等。产品温度改变在很大程度上是与它本身 的热特性有关。 对苜蓿和红三叶草等硬种子可应用适当的热处理使其变 得容易渗透水分。将这些种子在温度为 104 ℃ 下加热 4 分钟，可使硬种子数量大约减少了 80 % 。在对种子进行 热处理时，它的比热是一个重要的物理特性。如果热处 理时超出了种子允许的极限温度和加热时间则它的发芽 率和生长力将会受到影响。
谷物洪干塔
谷物干燥机
冷冻草莓
6、农业物料的光学特性 目前，农产品的光的透过和反射特性已用于电子分选和 分级、成熟度和表面颜色测定以及研究水果和蔬菜的内 部特性。以物料的光透过特性和光吸收为基础的方法已 用于测定番茄内部颜色、小麦黑穗含量、水果成熟度、 马铃薯内都变色、鸡蛋内的血点、苹果的 水核、种子含 水量、樱桃的烫伤和玉米损伤等。光的反射特性可用于 分级和分离夹杂物例如，马铃薯和土块的反射能力差异 较大，因此可根据光反射率的不同将两种物料分开。对 柠檬的光反射率曲线研究表明，在水果成熟的各个时期 其反射率有不同的变化，已根据这个特性研制了颜色分 选机。
电子分选机
大小颜色及形状分选 水果测试贴纸 标签变色分辨水果成熟度
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 第一章绪论
第一章绪论
一．农业物料及农业物料学的概念
1. 农业物料（Agricultural Materials）：农业生产、加工和处理的对象，包括植物物料和动物物料及其半成品和成品，如：谷物、种子、水果、蔬菜、饲料、油、肉、蛋、奶、烟、茶、禽等以及土壤、化肥、农药等无生命物料。
2. 农业物料学（Physical Properties of Agricultural Materials）：运用近现代物理学理论、技术和方法来研究农业物料的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性学科。
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。
二．农业物料学的研究内容
具体研究内容：
(1)物料的基本物理参数（形状、尺寸、体积、密度、孔隙度、表面积、比表面积、含水率等）；
(2)固体物料的流变特性（应力-应变-时间关系及本构方程）；
(3)液体物料的流动特性及流体动力学特性（液体的粘度及其测量，流体阻力、临界阻力等）；
(4)散粒物料的力学特性（摩擦特性、流动特性、料仓压力等）；
(5)农业物料的热学特性（热容量、比热、导热率、热辐射系数等）；
(6)农业物料的光学特性（反射特性、透光特性、延迟发光特性）；
(7)农业物料的电学特性（导电特性、介电特性、静电特性等）。
三．农业物料学任务及作用
农业物料学主要研究农业物料中各种带有共性的物理特性，为各种用于生产、加工、存储、运输、检测的机械装备和系统提供合理可靠的设计依据和检验标准。
农业物料学，是农业机械专业和农产品加工工程专业的技术基础课，是一门跨学科的科学。
学习农业物料学，可拓宽知识面，开阔思路，启发创新，可为物料收获、加工处理机械设计者提供正确的设计思想。
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 实验指导书 旧书
农业物料学实验指导书旧书农业物料学实验指导书旧书一、实验目的本实验旨在通过对农业物料的研究，培养学生对农业物料的认识和理解能力，掌握农业物料的基本性质和处理方法，为农业生产提供科学依据。
二、实验设备和材料实验设备：显微镜、天平、恒温水浴器等实验材料：不同种类的农业物料，如土壤样品、种子、农产品等。
三、实验步骤1.农业物料的取样和处理根据实验要求，选择不同种类的农业物料进行取样和处理。
取样时需注意保持样品的原始状态，避免外界因素的干扰。
2.农业物料的观察和测量使用显微镜对农业物料进行观察，记录其形态特征和结构。
同时，使用天平等仪器对农业物料进行测量，如测量种子的质量、土壤的含水量等。
3.农业物料的性质测试根据实验要求，对农业物料的性质进行测试。
如测定土壤的酸碱度、测定种子的萌发率等。
测试时需要严格按照操作规程进行，确保测试结果的准确性。
4.农业物料的处理方法研究根据实验要求，对农业物料的处理方法进行研究。
如研究不同处理方法对农产品保鲜的效果、研究不同施肥方式对作物产量的影响等。
通过对处理方法的研究，为农业生产提供科学依据。
四、实验结果分析根据实验所得数据，进行结果分析。
对不同农业物料的性质和处理方法进行比较，探讨其差异和影响因素。
同时，对实验结果进行合理解释，提出相关问题和进一步研究的方向。
五、实验注意事项1.实验过程中要注意安全，遵守实验室规章制度，正确使用实验设备和仪器。
2.实验前要仔细阅读实验指导书，了解实验步骤和要求，做好实验记录和数据处理的准备。
3.实验过程中要严格按照操作规程进行，避免误操作和实验结果的偏差。
4.实验后要及时整理实验设备和材料，保持实验室的整洁和安全。
六、实验总结通过本次实验，我对农业物料的基本性质和处理方法有了更深入的了解。
在实验过程中，我学会了正确使用实验设备和仪器，掌握了实验操作的要点和注意事项。
通过对实验数据的分析和结果的讨论，我对农业物料的特点和处理方法有了更清晰的认识。
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。
农业物料学课程设计论文
农业物料学课程设计论文一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握农业物料的基本概念、性质、分类和用途，能够分析农业物料的物理、化学和生物特性，了解农业物料在农业生产中的应用和管理。
具体来说，知识目标包括：1.掌握农业物料的基本概念和性质，如土壤、肥料、种子等。
2.了解农业物料的分类和用途，如粮食、经济作物、饲料等。
3.理解农业物料的物理、化学和生物特性，如土壤结构、肥料成分、种子发芽率等。
4.掌握农业物料在农业生产中的应用和管理方法，如肥料施用、种子选择等。
技能目标包括：1.能够分析农业物料的性质和用途，进行合理的农业物料选择和使用。
2.能够进行农业物料的样品采集、处理和分析，掌握相应的实验方法和技术。
3.能够运用农业物料学的知识解决实际农业生产中的问题，进行农业物料资源的合理利用和管理。
情感态度价值观目标包括：1.培养对农业物料学的兴趣和热情，认识到农业物料学在农业生产中的重要性和价值。
2.培养学生的责任感和使命感，意识到农业物料学对农业可持续发展的意义。
3.培养学生的创新意识和实践能力，鼓励学生进行农业物料学的科学研究和实践探索。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括农业物料的基本概念、性质、分类和用途，以及农业物料在农业生产中的应用和管理。
具体的教学大纲如下：1.农业物料的基本概念和性质：介绍土壤、肥料、种子等农业物料的基本概念，分析其物理、化学和生物特性。
2.农业物料的分类和用途：讲解粮食、经济作物、饲料等农业物料的分类和用途，分析其在农业生产中的重要性。
3.农业物料的物理、化学和生物特性：详细讲解土壤结构、肥料成分、种子发芽率等农业物料的特性，以及其对农业生产的影响。
4.农业物料在农业生产中的应用和管理：介绍肥料施用、种子选择等农业物料在农业生产中的应用和管理方法，以及农业物料资源的合理利用和管理。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
农业物料特性(精)
农业物料特性论文专业农业机械化及其自动化班级农机091学号080803110428学生姓名常冬2011年4 月10 日目录一、引言…………………………………………………………………………（ 3）二、农业物料的机械特性 (3)（一）农业物料的流变特性及其应用 (3)（二）农业物料的流体动力学特性及其应用 (4)三、农业物料的热特性 (4)四、农业物料的电特性和磁特性和磁特性 (5)（一）.农业物料的电特性和磁特性 (5)（二）农业物料电特性和磁特性在农业工程中的应用 (6)（三）结语 (7)五、农业物料学 (8)参考文献 (8)论农业物料特性常冬一、引言农业物料学，或称农业物料物理特性学，是由农业工程发展的需要在近几十年形成的一门新学科。
它是运用近代物理学理论、技术和方法，研究农业物料的物理以及各个物理因子和生物物料相互作用的一门边缘学科。
它已经成为农业工程方面一门重要的应用基础理论学科，这一学科的形成与发展，是农业工程学科领域深入发展的标志之一，同时，它也为农业工程学开拓了一个新的研究领域，对工农业生产有着重要意义。
本学科研究内容属于物理学范畴，主要研究物料的物理特性，或与工程措施直接有关的工程特性，其中包括力学、热学、光学及电特性和磁特性等。
农业物料是农业工程处理的具体对象。
他们的物理机械特性、热特性、电磁及辐射性质，以及某些生物学特性直接关系到田间工作、加工、贮存、运输等农业作业的工艺和设备选择及设计、农产品产量和质量的提高及评估方法，以及农业环境保护、农村能源开发利用等工程措施的实施。
只有深入了解农业物料的这些性质才能恰当地采取工程措施，正确地进行工艺和设备的选择及设计。
有些农业机械的机构、农业检测控制仪表的工作机理就是利用农业物料的某些特殊性质设计的。
二、农业物料的机械特性农业物料力学特性涉及农业物料的流动力学、流变力学、散粒体力学及流体动力学以及接触应力、撞击载荷、摩擦及空气动力特性等等。
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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。
改革注入式教学方法和教师教什么学生学什么被动式学习方法。
课程中大力开展讨论式、实验性和研究性教学，让学生积极参与到课堂中，发挥学生的主动性、创造性和实践动手能力，锻炼学生的思维能力和表达能力。
三、课程主要内容及学时分配主要讲解生物物料的基本参数、固体生物物料的流变特性、液体生物物料的流变特性、生物物料的流体动力学特性、生物物料的热学特性、光学特性、电学特性及核磁共振、 X 射线等响应特性。
教学内容学时绪论总述 1第一章基本物理参数 3第二章固体生物物料的流变特性 6第三章液体生物物料的流动特性 3第四章生物物料的流动力学特性 3第五章散粒物料的力学特性 2第六章生物物料的热学特性 4第七章生物物料的光学特性 4第八章生物物料的电学特性 4第九章生物物料的核磁共振， X 射线等反应特性 4四、教材及主要参考书教材：《农业物料学》周祖锷北京生物出版社 1994 年 5 月主要参考书：1.《 Physical Propeties of Bio-Materials 》2.《农业物料学》周祖锷北京生物出版社 1994 年 5 月五、有关说明《生物物料学》是生物系统工程专业的一门专业基础平台课程，教学对象是高年级学生。
因此，采取的教学方法应该是以课堂教学为主，课外的习题作业、辅导答疑为副。
在整个教学环节中，每位主讲教师要吃透大纲精神。
对本课程各章节的难点、重点、疑点，教研室要认真组织全体教师进行交流讨论，使每位任课教师心中有数；同时，每位教师特别是任课教师要始终贯彻教书育人、为人师表、严格要求学生。
充分发挥教师和学生在教学过程中的积极性，以保证教学的顺利完成。
课堂教学，采用理论讲解与图表、模型等直观教学方法，并尽可能应用电化教学、 CAI （计算机辅助教学）及多媒体等先进教学手段。
在教授中，讲透重点、难点、辨清疑点；从分析结构入手，讲述液生物物料物理特性研究原理。
讲授时，要做到概念清楚、重点突出、逻辑推理严谨、有启发性；语言要求生动、精炼；板书要求清楚、条理分明、努力提高课堂教学质量。
在实验教学中，以启发学生思考、培养动手能力为目的。
实验中应以学生能动手操纵作为中心，注重学生对生物物料物理特性研究的实验设计、实践操作能力培养。
注意设计与讨论、操作与讨论、结果分析与讨论等相结合。
课外，通过布置一些精选的习题，启发学生思考，以达到巩固知识、培养学生分析问题和解决问题的能力。
教师要认真及时批改作业，通过作业的反馈可以不断地改进教学方法；并可以通过习题课、辅导答疑，及时地解决学生中的疑难问题。
教研室要不断鼓励教师积极进行教学改革，不断提高《生物物料学》课程的教学质量。
（共3页，第1页）绪论现代农业中已日益普遍地采用机械学、热学、电学、光学、甚至声学等各种找术和方怯来处理和加工农产品（包括植物和动物物料）。
为使这些新技术能在生产中得到较好的应用，必须充分地掌握农业物料的各种重要的物理参数和物理性质。
农业物科学或农业物料物理特性（ Physical Properties of Agricultural Materrials ），即是由农业工程发展的需要在近几十年形成的一门新学科。
它是运用近代物理学理伦、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粱，也是农业工程学科的基础。
一、什么是农业物料？农业物料是指农业生产和加工的对象。
它包括植物和动物物料，以及以它们为原料加工的半成品和成品。
例如，谷物、种子、水果、蔬莱、烟叶、茶叶、饲料、鸡蛋、各种家禽及其它肉制品、植物油、奶油、番茄酱等等。
谷物种子水果蔬菜茶叶鸡蛋植物油饲料农产品加工、农业生产作业中的各个环节，无不涉及农业物料的工程性质，由于农业物料多是生命体，有许多传统工程材料所没有的特殊性质，包括物理机械性质、热学特性、电磁辐特性质等。
这些性质都和生物体的生命过程密切相关，涉及到它们的密度、变形及破坏，并涉及农产品的产量和质量，因而农业物料的工程性质已成为所有农业工程设计及研究人员必须了解的基础知识。
二、农业物料学主要研究内容农业物料学主要研究农业物料的基本物理参数、固体农业物料的流变特性、液体农业物料的流动特性、流体动力学特性以及热学、光学和电学特性等。
由于农业物料种类繁杂、形态差异极大，因此本书主要研究农业物料各种带有共性的物理特性，为各种机械和系统，如生产、处理、贮藏、加工、包装、运输和质量检验等提供合理和可靠的设计依据。
1.农业物料基本物理参数包括物料的形状、尺寸、体积、密度、孔除率、表面积、比表面积和含水量等，它们在机械设计及产品分析中是不可缺少的最基本的原始数据和重要的工程参数。
例如，在分析水果冷却曲线，用气力法从种予或谷粒中分离夹杂物；用气流或水流输送农业物料时都必须首先了解物料的形状和尺寸。
在干草的干燥和贮存、青贮的机械压缩；颗粒饲料和草饼的稳定性研究以及物料成熟度和质量分析中均需要测定物料的密度。
在气流和热流研究中常常要用到孔隙率、比表面积等数据。
在研究植物一土壤一水的相互关系；确定农药和杀菌剂应用次数及残留物消除等都要了解物料的表面积。
水果包装分级粮食气流输送喷洒农药2. 农业物料的流变特性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。
对于农业物料大多是粘弹性体，所以往往要研究外力、形变和时间三者之间的关系。
谷物和种子在仓中的强度、水果和蔬莱在长距离运输时受静态和动态的作用力而可能造成的破坏等都是与物料流变特性有关。
通过对物料流变特性的研究，可为各种机械和设备的设计提供有用的设什依据，并可大大地减少物料的机械损伤和提高最后产品的质量。
农业物料流变特性又为农产品的质地优劣评定提供了科学的方法，克服了主观评定中下可避兔的片面性和主观性。
3.农业物料的流体动力学特性农产品的装运和加工过程中经常将空气或水作为一种运载体，用以输送产品或分离夹杂物。
用水流输送水果和蔬菜等一类农产品在生产中已得到日益广泛的应用，这是一种比较经济、对物料损伤较小的方法。
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数据。
分选水力输送4.散粒物料的力学特性在农业机械、加工机械和其它设备中经常需要处理各种散粒物料。
所谓散粒物料是指由大量的尺寸大致相同的颗粒所组成的群体，如谷粒、颗粒饲料等。
它们的力学牲质如休止角、内摩擦角、最大稳定角以及在各种材料表面上的动、静摩擦系数等将直接影响响这些设备的设计参数。
因此，为了保怔这些设备（如谷仓）有足够的强度并能使物料在这些设备中畅快地流动，必须了解物料的这些基本的力学性质。
粮仓茶叶平捻机拣梗机小麦螺旋输送机二、农业物料学主要研究内容5.农业物料的热学特性以植物和动物为原料的许多农产品，在销售到消费者之前将经受到各种类型的热加工。
热加工包括加热、冷却、干燥和冷冻等。
产品温度改变在很大程度上是与它本身的热特性有关。
对苜蓿和红三叶草等硬种子可应用适当的热处理使其变得容易渗透水分。
将这些种子在温度为104 ℃ 下加热 4 分钟，可使硬种子数量大约减少了 80 % 。
在对种子进行热处理时，它的比热是一个重要的物理特性。
如果热处理时超出了种子允许的极限温度和加热时间则它的发芽率和生长力将会受到影响。
对小麦，玉米和豆类作物种子进行热处理是促进其发芽的一种很有效的方法。
采用非传导加热可使棉籽中的酶完全失去活性，防止了种子在贮藏期间的损坏。
葱头在40 ℃到60 ℃ 温度范围内贮藏时可使引起腐烂的霉菌消失。
桃子的热处理可延迟其腐烂时间和延长其保质期。
引起水果和蔬菜变质的酶和微生物的作用可以采用低温办法加以控制。
例如，新鲜产品在32 ℃ 时如果只要 1 小时就产生变质的活，则产生同样变质在10 ℃ 时需要1 天，在0 ℃ 时需要 1 星期。
谷物洪干塔谷物干燥机冷冻草莓6．农业物料的光学特性目前，农产品的光的透过和反射特性已用于电子分选和分级、成熟度和表面颜色测定以及研究水果和蔬菜的内部特性。
以物料的光透过特性和光吸收为基础的方法已用于测定番茄内部颜色、小麦黑穗含量、水果成熟度、马铃薯内都变色、鸡蛋内的血点、苹果的水核、种子含水量、樱桃的汤伤和玉米损伤等。
光的反射特性可用于分级和分离夹杂物例如，马铃薯和土块的反射能力差异较大，因此可根据光反射率的不同将两种物料分开。
对柠檬的光反射率曲线研究表明，在水果成熟的各个时期其反射率有不同的变化，已根据这个特性研制了颜色分选机。
电子分选机水果测试贴纸标签变色分辨水果成熟度大小颜色及形状分选7.农业物料的电学特性农产品的一些电特性如电导性、电阻、电容和介电常数等在加工过程中是重要的物理特性。
电阻和电导已被广泛地用于表征生物组织的导电性，也反映了生物体生命力的大小。