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。破裂可能是有外壳外皮的裂口和破裂所引起的。

一般认为。生物物料中生物屈服点对应微观结构的破坏，而破坏点对应于宏观结构的破坏。破坏可能出现在曲线上生物屈服点以后

的任何位置。脆性物料中破坏点可能出现在曲线的初始阶段。韧性物

料中破裂点可能在大量的塑性流动以后才发生。

5、随时间而变的应力和应变关系：农业物料的应力和应变关系实际是随

加载速率而变的。图表示了水果的结实度读数受加载速率的影响。由

图可知曲线的初始部分与试验的加载速率无关。在一定的位置(E点)

后根据加载速率变得不同，曲线产生了分离。同时还可看出，在大的

变形时，力或应力逐渐趋近于一个极限值，力和变形关系曲线变为水

平。加载速度越快，应力或力的极限值也越大。农产品在外力作用下，通过应变速率显示出它们存在这种时效现象。因此在评价产品质量

时，在实验时必须提供不变的加载速率。

第三章液体农业物料的流动特性

1、流动曲线：表示液体所受剪切应力t和剪切速率r之间的函数关系。

一般纵标是剪切应力t，横标是剪切速率r所绘制的关系曲线。

2、牛顿流体及粘度：当流体的流动曲线为通过坐标原点的一条直线时，

把具有这样流动性质的液体称牛顿流体；粘度是表示液体粘性的大

小，其大小与温度和压力有关，而与流动条件无关。液体粘度愈大，其流动所需的力愈大，流动时产生摩擦力愈大，停止流动愈快。

3、触变性和胶变性流体：如图在时间为零时剪切应力最大，随时间延长

而逐渐减小，并稳定在某一值。剪切速率愈大，剪切应力变化愈大。

一旦在某个时间停止搅拌，剪切应力就又回到搅拌开始时的初始值。

液体的这种性质叫触变性。这种流体叫触变性流体；

如图有的流体在搅拌过程中其表现粘度逐渐增大。这种流体在时间为

零时剪切应力最小，随时间延长而逐渐增大，并稳定在某一值。一旦

在某一时间停止搅拌剪切应力又回到搅拌开始时的初始值。液体这种

性质叫胶变性。这种流体叫胶变性流体。

4、各类流体在管内层流时的速度分布：a高假塑性 b假塑性 c牛顿流

体 d胀流行 e高胀流行 f宾汉姆流体

第四章农业物料的流体动力学特性

1、阻力和阻力系数：流体对物体的阻力是由摩擦阻力和形面阻力组成。

摩擦阻力为作用在物体表面上的切向力沿相对运动方向上的总和。

形面阻力或压差阻力是由流体的附面层在物体后部产生分裂而形成

涡流，是后部的压力降低所致，其数值为作用在物体表面上的所有

压力沿相对运动方向上的总和。在层流或低速流动中形面阻力可以

忽略，在紊流或高速流动中摩擦阻力可忽略。阻力系数，

与物体形状、表面状态和雷诺数等有关，一般有实验确定。

2、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，

把这一速度称为该物体的沉降速度，如果流体以物料沉降速度向上

运动，则物料颗粒将会在某一水平上呈悬浮状态，把这一速度称为

该物体的悬浮速度，显然这两种速度意义不同数值相同，把这两种

速度叫临界速度。

3、农业物料的清洗和分离原理：农业物料的清洗和分离原理是根据物

料中各组成成分的阻力系数或临界速度的不同而完成的。各组成成

分的阻力系数或临界速度的不同，流体对其作用力不同，运动规律

也不同，从而不同组成成分分别收集起来。

第五章散粒物料的力学特性

1、散粒物料的摩擦特性可以用滑动摩擦角、滚动摩擦角、休止角和内

摩擦角来表述。滑动摩擦角、滚动摩擦角是反映物料与接触固体表

面间的摩擦性质，而休止角和内摩擦角则反映物料间的内在摩擦性

质。

2、滑动摩擦角：表示散粒物料与接触固体相对滑动式，散粒物料与接

触面的摩擦特性，其正切值为滑动摩擦系数；滚动稳定角：反应单

立柱状，球形或类似球形物料与接触表面的滚动摩擦特性，他是物

料输送机械，请选机械等的重要设计参数；休止角：散粒物料从一

定高度自然连续的下落到平面上时，所堆积成的圆锥体母线与底平

面的夹角。它反映了散粒物料的内摩擦特性和散落特性；内摩擦角:

是反映散粒物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参数。

3、休止角和内摩擦角的区别和联系:它们都反映了散粒物料的内摩擦

特性，但两者的概念不同。内摩擦角反映散粒物料层间的摩擦特性，

休止角则表示单粒物料在物料堆上的滚动能力，是内摩擦特性的外

观表现。在数值上，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，且都大于滑动摩擦角。对于缺乏粘聚力的散粒物料

如沙子等，其休止角等于内摩擦角。

4、防止结拱的方法：a、加大排料口的尺寸b、减小料斗追定焦c、尽

量使料斗光滑，减小摩擦力d、将料斗做成非对称成型或在料斗内加

纵向隔板，以形成左右非对称性，可有效的破坏物料受力后形成的

稳定静止层e、排料口上方加椎体结构，以减小排料口承受的物料压

力f、在料斗中悬吊链条后安装振动器。

5、浅仓和深仓的定义：a以料仓的当量直径定义，如物料深度为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。料仓液力半径为横截面积和料仓周长

之比。b以休止角定义，从仓壁和底板的交点画一条与底平面夹角等

于物料休止角的直线。当这直线和对面仓壁交点位于物料上表面的