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。π

361

32≤

S V c

A S 4=33

21A A A A c ++=

3

20321169V K V A c =⎪⎭

⎫

⎝⎛≥π21

.11693

10=⎪⎭⎫

⎝⎛=πK 3

2V K A c =K

/21.1=ϕ32V

A K c =ϕ

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。

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：

t s l 体密度

2. 平均粒径

名

称

计 算

公 式

物 理 意 义

算术平均径 ??=

n nd d /1

单一粒径的算术平均径 几何平均径 n n d d d d /121

2)(????=L L

n 个粒径的n 次方根 调和平均径 ??=

)/(/3d n n d

各粒径的调和平均值 面积长度平均径 ??=nd nd d /24

表面积总和除以直径的总和 体面积平均径 ??

=

235/nd nd d

全部粒子的体积除以总表面积

重量平均径 ??

=

3

46/nd nd d 重量等于总重量，数目等于总总个数的等粒子粒径

平均表面积径 ()

2

/127/??

=

n

nd d

将总表面积除以总个数，取其平方根 平均体积径 ()

3

/138/??

=

n

nd d

将总体积除以总个数，取其立方根 比表面积径 )

/(6s d s ?=g

由比表面积S 计算的粒径

中 径 d 50 粒径分布的累积值为50%时的粒径 多数径

d mod

粒径分布中频率最高的粒径

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：

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。

3

6n

m

d s s πr =∑=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=

m

i i i s

d x d 11∑==m

i i i s d x d 1

)

(

（1）较大的水果和蔬菜的曲率半径：

R —曲率半径

—两固定测头间距 —固定测头与中间测头的高度差

（2）较小物料的曲率半径可用经验公式近似确定：

R —测定点的最小曲率半径

R’—测定点的最大曲率半径 H —物料厚度 L —物料长度

第二节 农业物料的密度及测量

一 密度的定义

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(包括物料内部空洞)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。 二 农业物料密度的测量

1. 液浸法：将物料浸入容易浸润物料表面的液体中，测定物料排除液体的体积的方法求密度。 （一）悬浮法：（适用大块物料）

—浸液密度

— 物料密度 m ol —容器浸液质量之和

m sl —容器、浸液和浸入物料质量之和 m s —物料质量

AC BD 2H R ≈H

L H R 24/22+=

'ol

sl l

s s m m m -=

r r l r s r

（二）比重天平法: 利用分析天平或比重天平进行测试.

a. 物料比重大于浸液比重

b. 物料比重小于浸液比重

m sl —物料在液体中质量 m s —物料和配重总质量 m o —配重质量

m sl —物料和配重在液体中总质量 m ol —配重在液体中质量

（三）比重瓶法（适用谷粒、种子等）

浸液要求：物料几乎不吸收该浸液；表面张力小；浸液对物料无溶解作用；沸点高，比重、粘度几乎不变；比重小，如甲苯、四氯化碳等。

m w —比重瓶装满蒸馏水时总质量 m l —比重瓶装满浸液时总质量

ρw —测量温度下的蒸馏水密度 ρl —浸液密度

m o —比重瓶质量

ms —比重瓶和物料质量之和

msl —比重瓶、物料、浸液三者质量之和

sl

s l

s s m m m -=

r r )()()(ol o sl s l

o s s

m m m m m m ----=

r r )

()()(s sl o l l

o s s m m m m m m ----=

r r o

w w

o l l m m m m --=

r r )(