农业物料的工程性质概述

1.1 研究农业物料工程性质的重要意义
• 在设计收获、输送、分级、清选、干燥、冷却、贮藏、
加工、检测控制仪表等机械和设备时，必须了解物料这些最 基本的工程参数。
•收获
分级
输送
贮藏
•秸杆加工
水果加工线
蔬菜加工线
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状
在许多应用中，如机械分选和分级、气流输送和 分离以及产品的热处理等都必须精确地确定物料 的形状和尺寸。
1.2.2.2 容积密度与孔隙率
• 容积密度是把试料装入已知体积的容器内，测量装
入容器内的物料质量，根据容器体积和物料质量求得的密
度• 。 松散物料孔隙所占体积和整个物料所占体积之比为孔
隙率。
固体农业物料组成物的密度
组成成分 密度(kg/m3) 组成成分 密度(kg/m3)
葡萄糖
1560
脂肪
900 ～950
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状 1.2.1.2 尺寸的表示 •(1)粒径：粒子群体的平均粒径。
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状 1.2.1.2 尺寸的表示
•(2)粒径计算方法：
•1) 粗颗粒按质量与粒子数根据球体积公式计算平均匀粒径；
•2) 细粉平均粒径：筛分法。
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.2 密度 1.2.2.1 真实密度
• 真密度又称固体密度，是把试料仔细粉碎除去物料内
部空洞所占体积求得的密度。
• 农业物料的密度及测量：浮力法、比重瓶法，比重梯度法 、气比法和定容积压缩法
•液浸法—悬浮法
•气体置换法——压力比较法
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.2 密度
• dm至dm+1的粒子其平均直径为Dm=（ dm dm+1 ） 1/2 ，其质量百分数为 xm; •c.调和平均径为
• ds={∑(xi/di)}-1 •d. 算术平均径为
•
ds=∑(xidi)
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状
1.2.1.2 尺寸的表示
•(3)粒度分布
•累 积 分 布 量 (% )
•a.确定测定全部粒子的粒径分布。将一定量粉料用筛孔尺寸d1、d2、 ……dm+1个筛子的m+1个筛子进行分级； •b.d1至d2的粒子其平均直径为D1=（ d1 d2 ）1/2，其质量百分数为x1; • d2至d3的粒子其平均直径为D2=（ d1 d2 ） 1/2 ，其质量百分数为x2; • ……
农业物料的工程性质概 述
2020年4月26日星期日
1.1 研究农业物料工程性质的重要意义
• 谷物、种子、蔬菜、水果、鸡蛋、饲料以及纤维等农业
油料的基本物理参数。
•草莓
•梨
•苹果
•蔬菜
•（2）指导本科生毕业论文（设计）
•小麦
•玉米
•大麦
•饲料
• 农业物料的形状、尺寸、体积、密度、孔隙率、表面
积和含水量等在许多设计和研究中有重要意义。
物料的形状和尺寸是不可分割的两个参数,要充 分地描述一个物料的形状，同时需要这两个参数 。
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状
Ø 农业物料的形状大多是不规则的。 Ø 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。 Ø 由于栽培和饲养条件、气象条件、含水量等不同，即使同一个品种或
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状 1.2.1.1 圆形与球形
•(2)球度
• 球度是表示物体实际形状和球体之间的差异程度。
• 假定物体的形状为三维椭球，它们和三个座标轴的截距
分别为a、b和c，外接球的直径是椭球的最大截距a，则根
据上述定义球度s为：
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状 1.2.1.2 尺寸的表示
蔗糖
1590
盐
2160
Biblioteka Baidu
淀粉
1500
柠檬酸
1540
纤维素
1270～1610 水
1000
蛋白质
1400
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.3 农业物料形态特性在农业工程中的应用
1.2.3.1 品质评定 良好的谷粒和种于都是颗粒健壮饱满、容积密度大的。
•1.2.3.2 确定物料清选和分级工艺
• (1)根据密度分级、清选 • (2)根据形状分级、清选 •
同一棵植株上的果实或谷粒，它们的形状也是各不相同的。 Ø 由于农业物料形态差异很大，所以难以用统一的方法定义物体的形状
和尺寸。 Ø 目前采用的方法大部分是根据研究者的实际需要而自行定义的。
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状
• 1.2.1.1 圆形与球 Ø 形圆形 Ø 扁圆 Ø 长椭圆 Ø 圆锥形 Ø 卵形 Ø 歪斜形 Ø 倒卵形 Ø 椭圆形 Ø 平头形 Ø 不对称
• d50 粒径
•粒度累积分布曲线 •粒度累积分布曲线
•分 布 量
(%
)
• d50
粒径
•粒度频率分布曲线
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.2 密度
农业物料的体积、密度和比重在许多场合是必不可少 的原始数据。 干草的干燥和贮存、青贮仓和贮存仓的设计、青贮料 的机械压缩、颗粒饲料和草饼的稳定性、分离和分组 、气流和水力输送、种子纯度测定和成熟度评定等都 需要密度和比重的数据。 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。
1.3 农业物料的机械特性
Ø 农业物料的机械特性主要包括应力、应变与破坏特性、流 体动力学特性、流变特性、摩擦特性等。
Ø 农业物料的机械特性是运输、选择、搅拌、计量等工艺设 计和机械配备的设计依据，是应优先考虑的问题之一。
1.2 农业物料的形态特征
•1.2.1 尺寸和形状
1.2.1.1 圆形与球形 为了将物体的实际形状与基准形状（如球体和圆等）进行
比较，引入圆度与球度概念。
•(1)圆度 • 圆度是表示物体角棱的锐度，表明物体在投影面内的 实际形状和圆形之间的差异程度。用下式计算：
•R3
•R2
•R4 •R •R1 •R5
•(1)粒径 • 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。可分为单个粒子的单一粒径和表示许多不同尺寸 组成的粒子群体的平均粒径。
•
表 单一粒径表示法
名称
计算式
名称
二轴算术平均值 （a+b）/2
几何平均值
圆等值径
(4f/π)1/2
调和平均值
定向径
dg
体积平均值
•注：f——投影面积。
计算式 3abc(ab+bc+ac)-1