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文档简介
1、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:主要研究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)提供合理和可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形状大多是不规则的。 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)以及茎叶体等形状指数 通常用圆度或球度来表示(或判断)某形状 1.圆度(roundness) 表示物体角棱的锐度,可表明物体在投影面内的实际形状与圆形之间的差异。2.球度
2、(sphericity) 它表示物体的实际形状和球体之间的差异程度。定义形状系数为: 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45m为起点,有二个序列,一个是基本序列筛比是,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)。根据体积测定方法不
3、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。几乎在所有情况下,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。孔隙率与孔隙比之间存在以下的关系:=式中 孔隙率 n孔隙比比表面积:是指单位重量或单位体积粉粒的表面积水分的表示方法湿基表示法(w.bwet base)以农业物料质量为基准计
4、算的 式中: Mw湿基含水量 mw物料中所含水的质量 ms 物料中所含干物质的质量干基表示法(d.bdry base) 以农业物料中固体干物质为基准计算的湿基含水量和干基含水量可以相互转换:平衡水分 物料在某一环境条件下,经过无限长时间后所具有的水分。水的活性 指物料在平衡水分时的环境相对湿度等温吸湿、解吸曲线 在给定温度下,以物料平衡含水量为纵坐标,以环境相对温度为横坐标所得的关系曲线。第二章 固体农业物料流变特性流变学(rheology):研究物料在外力作用下形变、流动以及时间效应的科学。流变特性:用应力(力)、应变(变形)、时间等参数表示。物体在外力作用下产生变形,其表现形式为变形和流动
5、,其中流动又可分为粘性流动和塑性流动,所以弹性、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。粘性(viscosity):流体阻碍或抵抗本身流动的性质粘性流动:液体在剪切应力作用下剪切应变随作用时间不断增加粘弹性:与时间相关的应力应变特性或应力应变速率特性。特点:粘弹性体既有固体特性,也有液体特性,是两种 特性的综合。粘弹性液体 还有韦森堡效应。分类:(1)线性粘弹性:应力与应变之比仅为时间的函数,与应力大小无关(当应力足够小时) (2)非线性粘弹性:应力与应变之比为应力和时间的函数粘塑性应力松驰:物料突然变形到给定值并保持不变时,应力随时间变化的函数关系。蠕 变:物料突然受到一个给
6、定应力值并保持不变时,应变随时间变化的函数关系。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。固体农业物料流变性质的测定方法分为两类:即基本试验(Basic test)和模拟试验(Simulation test)。基本试验又可分为两种,即静态试验(static test)和动态试验(dynamic test)。农产品典型的力和变形的关系LL点 弹性极限点(Limit of elasticity)Y点生物屈服点(Bio-yield Point) R点破裂点(Rupture point)同轴压缩试验在曲线的不同位置可得出不同的弹性模量值。可依据原点正切模量、割线模量和正切模量来定义物料弹
7、性模量。当物体施加一定的载荷,然后卸除载荷,弹性变形(De)和塑性变形与弹性变形之和 (Dp十De)的比值,我们称作弹性度(degree of elasticity)。如图所示。弹性度愈大,物体恢复变形能力愈强。理想弹性体的弹性度应为1,弹塑性体的弹性度均小于1。第三章 液体农业物料的流动特性根据液体流动性质可分为牛顿流体(Newtonian fluid)和非牛顿流体(non-Newtonian fluid)。当剪切应力与剪切速率之间存在线性关系时称为牛顿流体。反之,当剪切应力与剪切速率之间不存在线性关系时称为非牛顿流体。牛顿流体本构方程:剪切应力与剪切速率之间的关系为通过座标原点的曲线,这种
8、液体称为准粘性 根据流动曲线的形状不同,准粘性流体可分为: 假塑性流体:凹向剪切速率轴,原点与曲线上任一点连线的斜率随剪切速率增大而减小,表观粘度胀流性流体:凸向剪切速率轴,原点与曲线上任一点连线的斜率随剪切速率增大而增大,表观粘度n<1时,假塑性流体 n=1时, 牛顿流体 n>1时, 胀流性流体表观粘度:非牛顿流体在某一剪切速率下的粘度。温度对粘度的影响气体温度,粘度液体温度,粘度浓度对粘度的影响浓度,粘度同轴圆筒粘度计工作原理:通过测定作用于转筒上的转矩和转速来测定低粘度流体的粘度,很少用于高粘度流体的粘度测定。第四章 农业物料的流体动力学特性流体对物体的阻力由摩擦阻力和形面阻
9、力组成。摩擦阻力:作用于物料表面上的切向力沿相对运动方向上的总和。形面阻力(压差阻力):作用于物料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,形面阻力可忽略不计在紊流或高速流动中,摩擦阻力可忽略不计摩擦阻力、形面阻力随流体粘度(雷诺数)、流体运动状态不同而发生相应变化球体的阻力系数C 随雷诺数而变。 式中,和k为系数。为雷诺数。 边界层:又称附面层,是指贴近固体壁面附近的一部分流动区域边界层分类:边界层内的流动也分为层流和紊流,相应的也分为层流边界层和紊流边界层。对于又有层流又有紊流的边界层又称为混合边界层。沉降速度:物体在静止流体中匀速下降时对应的运动速度。悬浮速度:物体在运
10、动流体中处于悬浮状态时对应的流体运动速度。把沉降速度和悬浮速度统称为临界速度。临界速度是物料流体输送和物料分离的一个重要流体动力学特性和设计依据。临界速度的推导 物料在静止的流体中自有下落达到临界速度时,物料受到流体阻力、重力和流体浮力的作用达到平衡。即 ; 球形物料的临界速度 农业物料的清选和分离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。气力输送式利用气流对颗粒物料进行输送。气力输送是固体与流体混合在一起的流动,为两相流。气力输送装置一般由风机、输送管道、供料器和卸料器等组成。主要有两种方式,一种是吸送式,另一种为压送式。第五章 散粒体物料的力学特性摩擦特性参数滑动摩擦角、滚
11、动稳定角物料与接触表面间的摩擦特性休止角、内摩擦角物料间的内在摩擦特性 滑动摩擦角(Sliding friction angle )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滑动摩擦系数:滑动摩擦角的正切值滚动稳定角: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。物料在平面上的滚动阻力可以用滚动稳定角来衡量。物料在斜面上开始滚动时的斜面角为滚动的静态稳定角;物料在斜面上匀速下滚时的斜面角为滚动的动态稳定角。休止角:散粒物料由一定高度自然连续下落到平面上所堆积形成的圆锥母线与底平面间的夹角。(反映散粒物料的内摩擦特性、散落性能主要用于粮仓、
12、料仓等的设计)休止角与物料形状、尺寸、质量、表面特性、含水率、堆积密度等有关内摩擦角是反映散粒物料间摩擦特性和抗剪强度。根据莫尔理论,如果散粒体在二向应力作用下沿某个平面产生破坏,则在这个平面内存在一定得正应力 和剪切力 的组合。 破坏平面上的这个应力 和剪切力 也可以用莫尔圆求出。该莫尔圆的半径为 ,圆心位于 处。莫尔包络线和水平线的夹角即为散粒物料的内摩擦角i 莫尔包络线即表示散粒体的剪切强度休止角与内摩擦角的区别与联系: 休止角和内摩擦角都反映了散粒物料的内摩擦特性; 休止角和内摩擦角两者概念不同。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落能力,是内摩擦特
13、性的外观表现;数值不同。物料流动过程两种形式,即整体流和漏斗流。第六章 农业物料的热特性 热量传递有三种基本形式: 传导 对流 辐射 有时这三种传热形式是同时存在的。热量传递动力:温度差是导致热量从一个物体传递到另一个物体,或从物体的一部分传递至另一部分的动力。热流量:单位时间内传递的热量,W热流密度:单位时间内单位面积传递的热量,W/m2,向量, 指向温度降低方向导热率:单位温度梯度时的热流密度, W/m·k,表示物料的 导热能力导热系数l:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度有关。对流换热系数 :当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的
14、热量。热容:热容是使物质温度升高1K所需的能量(单位:J/K) ,它反映材料从周围环境中吸收热量的能力。比 热 容:单位质量物质温度升高1吸收的热量,简称比热 农业物料的比热随物料组成成分、含水率、温度等变化第七章 农业物料的光学特性光的传递:反射、折射、衍射、透射等反射、吸收、透光和发光等构成农业物料的光学特性。图为农业物料反射率曲线实例,该图反映了农业物料哪些光学信息。 (1)不同物料其反射率值不同,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; (3)高含水量的物料其反射率较高,低含水量的物料反射率较低。由此特性利用近红外可测量物料的含
15、水量; (4)红苹果、绿苹果反射率不同,可能是由于叶绿素不同造成的,可利用光学特性判别与检测苹果成熟度。简述光的反射、透射、延迟发光特性在农产品加工中的应用。1、颜色和成熟度2、外部损伤3、成分分析4、内部缺陷检测5、自动分选和分级第八章 农业物料的电学特性电阻率是用来比较各种物质相对的电阻大小的量,又称比电阻农业物料的电阻率不仅与物料性质有关,而且还与含水率和温度有关。电导率是电阻率的倒数电导是描述物体传导电流性性能的物理量,记作G 。物体的电导是指该物体所通过电流与该物体所加电压的比值。电导和电导率的差别在于前者是对具体物体而言,因此它除了与物质性能有关外,还与该物体的大小、形状与导电时的
16、端点位置有关,而电导率则仅与物质的性质有关。通常所指的介电特性主要有三项,即相对介电常数,相对介质损耗因数和介质损耗角正切介电常数是表示物料可能贮存的电场能量,它应映该物料提高电容器电容量的能力。介质损耗是因介质在电场作用下发热而消牦的能量。物料表面保持电荷能力的不同是静电分离的基本原理。电桥法电桥法是在低频下测量物料介电系数的介质损耗正切的主要方法。它的测量原理是把被测试样作为一个桥臂,其它三个桥臂的阻抗是已知的,调节电桥达到平衡。根据平衡条件求出试样的并联等值电容和电阻,从而计算出试样相对介电常数和损耗角正切。电特性在农业工程中的应用一、含水率测定二、介质的加热和干燥三、农产品质量评定的控
17、制四、种子的电处理第一章 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、
18、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
19、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
20、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。 7、基本流变模型:麦克斯韦模型、开尔文模型、伯格斯模型。 8、掌握各流变模型的基本单元及其流变方程式、麦克斯韦模型的应力松弛方程式、开尔文模型的蠕变方程式、伯格斯模型的蠕变方程式、三个基本模型的加载卸载特性(必考) 9、已知52页图2-33,会求E0、Er、n、Tr、nr五个参数,得到2-46伯格斯模型的蠕变方程式 第四章 农业物料的流体动力学特性1、沉降速度:物料从静
21、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。 2、悬浮速度: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。 3、沉降速度和悬浮速度的关系:两者意义不同而数值相同,把沉降速度和悬浮速度统称为临界速度。 4、89页根据雷诺数求临界速度,掌握公式4-14、4-15、4-16 5、96页掌握a、b、c三个图 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,滚动稳定角,休止角,内摩擦角来表述。前两种反映物料与接触固体表
22、面间的摩擦性质,后两种反映物料间的内在摩擦性质。 2、结拱:物料有足够强度支持自身重量而固结在一起,使流动中断,这种现象称为结拱。 3、结拱的原因:结拱是由于物料粒子之间及粒子和容器之间的摩擦、粘聚和粘附作用而产生的。 4、防止结拱的办法:112页 5、粘聚:物料颗粒间的自身粘合。 6、粘附:两种物料间的粘合。 7、离析:又称偏析。粒径差值大且重度不同的散粒混合物在给料、排料或振动时,粗粒和细粒以及密度大的和密度小的会产生分离,这种现象称为离析。 8、离析分为粒度离析和密度离析。 9、影响离析的因素:(1)物料特性
23、,如粒度、形状、光滑性、休止角、粘聚性等(直接因素)。(2)料斗及装、卸料的过程,如装料、卸料的方法、位置、高度等(间接因素)。 10、降低离析程度的方法:颗粒均匀、整体流动、多点下料等。 11、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。 12、休止角与内摩擦角的区别和联系:109页最后一段。 13、物料流动形式:整体流和漏斗流。 14、稳定流动线:表示在不同预压实状态下,散粒物料的流动条件。 15、摩尔包络线:表示散粒物料的剪切强度。
24、16、内侧压力分布规律:浅仓呈线性分布,深仓呈抛物线分布。 第七章 农业物料的光学特性1、三大光学特性:光的反射特性、光的透过特性、延迟发光特性。 2、反射率:物体反射光强度和入射光强度的比值。 3、透光率:从一个物体上透过光的强度与入射光强度的比值。 4、延迟发光:绿色的含有叶绿素的农产品如番茄、桔子、柿子、茶叶等在用光照射激励后的若干秒内其表面会发光,我们把这种现象称作延迟发光。 5、测定反射率的方法:采用两波长差或比值的方法、采用滤光处理、采用三基色原理。 6、从149页两个图中可得出:
25、0; (1)同一物料在不同波长照射下反射率不同 (2)不同物料在同一波长照射下反射率不同 (3)叶绿素含量不同,反射率不同 (4)含水量不同,反射率不同 (5)同一物料水分吸收带不止一个模拟卷1、 填空题1、农业物料学或农业物料学物理特性,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( 理论 )、( 技术 )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无聊相互作用的一门边缘学科。2、( 弹性
26、 )是指物料产生弹性变形或恢复变形的能力。( 塑性 )是指物料产生塑性变形或永久变形的能力。3、流体对物体的阻力是由( 摩擦阻力 )和( 形面阻力 )组成。4、( 反射 )( 吸收 )( 透光 )和( 发光 )等构成了农业物料的光学特性。5、生物物料的电阻率不仅与物料性质有关,而且还与( 含水率 )和( 温度 )有关。6、电特性在物料( 含水率测定 )、( 介质干燥与加热 )、( 质量控制 )和( 种子电处理 )等方面有着广泛的应用。7、当液体的流动曲线为通过坐标原点的一条直线时,我们把具有这种流动性质的液体称( 牛顿流体 )。如果液体的剪切应力与剪切速率之间的关系为过原点的一条曲线时,则这种
27、液体称为( 准粘性流体 )。8、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,以及载荷作用的时效。流变特性用( 应力 )( 应变 )和( 时间 )三个参数表示,我们把研究物体形变和流动的科学称为流变学。9、液体的粘度越大,其流动所需的力( 越大 ),流动时产生摩擦力的力越大,停止流动也( 越快 )。10、( 滑动摩擦角 )和( 滚动稳定角 )是反映物料与接触固体表面间的摩擦性质,( 休止角 )和( 内摩擦角 )反映物料间的内在摩擦性质。11、热量传递有三种基本形式,即( 传导 )、( 对流 )和( 辐射 )。有时,这三种传热形式同时存在。12、通过大量的试验证明,农业物料介电特性受
28、( 电场频率 )、物料( 含水率 )、( 温度 )和( 密度 )的影响。13、影响物料延迟发光强度的因素有( 光照激励时间 )、( 光照激励强度 )、( 叶绿素含量 )、( 暗期长短 )和( 样品的温度 )等。14、根据体积测定方法不同,密度有不同的定义。主要有( 容积密度 )、( 粒子密度 )、( 真密度 )三种定义。15、农业物料含水量表示方法有两种,即( 干基比较法 )和( 湿基比较法 )。16、实验法确定物料的临界速度有两种方法。一种是测定物料的( 沉降速度 ),另一种是测定物料的( 悬浮速度 )。 17、休止角测定的几种常用的方法有( 注入法 )、( 排出法 )和( 倾斜法 )。18
29、、农业物料光学性质的测定是利用( 吸光光度法 ),它是根据物质对光选择性吸收而建立起来的分析方法。19、液浸法是将物料浸入容易湿润物料表面的液体中,测定物料排出的液体体积求密度。常用的液浸法有( 悬浮法 )、( 比重瓶法 )和( 比重天平法 )。20、在层流或低速流动中,流体的密度变化不大,粘性作用支配着流体的流动,( 形面阻力 )可以忽略不计。在紊流或高速流动中,流体受压缩而不受粘性作用支配,( 摩擦阻力 )可忽略不计,形面阻力占主导地位。21、农业物料介电特性包括( 介电常数 )、( 介质损耗因数 )、( 介质损耗角 )等。22、影响休止角的因素主要有( 形状 )、( 尺寸 )、( 含水率
30、 )、( 堆放条件 )。二、选择题1、以下哪种材料不属于生物物料( D )。A.小麦 B.植物油 C.鸡蛋 D.煤炭2、根据物料实际体积(包括物料内部空洞)和质量求的密度是( B )。A.容积密度 B.粒子密度 C.真密度 D.固体密度3.松散物料孔隙体积和固体物质体积之比为( B )。A.孔隙率 B.孔隙比 C.以上答案都不对4、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是( C )。A.粘性 B.弹性 C.应力松弛 D.蠕变5、有关触变性流体特点下列说法不正确的是( B )。A.流体在搅拌过程中其变现粘度逐渐变小。B.在时间为零时剪切应力最小,随时间延长而逐渐增加,并稳定在某一
31、定值。C.剪切速度愈大(即搅拌愈剧烈),剪切应力变化愈大。D.一旦在某个时间停止搅拌,剪切应力就又到搅拌开始时的初始值。6、 下列有关物料的临界速度、沉降速度、悬浮速度间的数值关系正确的是( D )。A.临界速度>沉降速度>悬浮速度B.临界速度<沉降速度<悬浮速度C.临界速度>沉降速度=悬浮速度D.临界速度=沉降速度=悬浮速度7、 剪切力与剪切速度之间的关系为过原点的一条曲线的流体为( A )。A. 准粘性流体 B.牛顿流体 C.塑性流体 D.假塑性流体8、 不规则形状物料的临界速度为v1,不规则物料简化为当量球体的临界速度为v2,下列关系正确的是( B )。A.
32、 v1>v2 B.v1<v2 C.v1=v29. 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底平面的夹角为( D )。A. 滑动摩擦角 B.滚动稳定角 C.内摩擦角 D.休止角10、 下列说法正确的是( A )。A. 浅仓内物料压力呈线性分布B. 浅仓内侧压力的合力作用在距物料表面1/2壁高处C. 浅仓内侧压力的合力作用在距物料表面2/3壁高处D. 深仓内物料对仓底的总压力为物料重力与物料和仓壁的摩擦力产生的合力之差3、 判断题1、 物料的形状和尺寸是不可分割的两个参数,如果要充分地描述一个物料的形状,则同时需要这两个参数。( )2、 在一定的相对湿度时,物
33、料由较干状态吸收水分达到平衡状态含水量与由较湿状态失去水分达到的平衡状态含水量(解吸平衡含水量)相等。( X )3、 物料的容积密度与真密度的数值相等。( X )4、 实际物料的粘弹性与时间无关,可以用任一理想弹性、粘性体、塑性体表达其粘弹性。( X )5、 在层流或低速流动中,流体的密度变化不大,粘性作用支配着流体的流动,流体对物体的摩擦阻力可以忽略不计。( X )6、 物料滑动摩擦角是物料的固有特性,与接触表面状况无关。( X )7、 粘度和表现粘度意义相同。( X )8、 一切液体农业物料在细管中流动时,其流速分布轮廓为二次抛物线,最大流速位于管子中心处。( X )9、 当剪切速度恒定且
34、不为零时,胶变性流体的变现粘度随时间增加而降低。( X )10、 内摩擦角是反映散粒物料间摩擦特性,休止角表示单粒物料在料堆上的滚落能力。( )11、 在紊流或高速流动中,流体受压缩而不受粘性作用支配,摩擦阻力占主导地位。( X )12、 物料的容积密度与其真密度的数值相等。( X )13、 当剪切速度恒定且不为零时,触变性流体的表现粘度随时间增加而降低。( )14、 深仓底部压力等于仓内物料的重量。( X )15、 一般认为生物物料中生物屈服点对应于微观结构的破坏,而破裂点对应与宏观结构的破坏。( )16、 生物物料的电阻率与物料性质有关,与含水率和温度无关。( X )17、 生物物料热处理
35、时,其物料的加热时间和温度是两个重要参数。( )18、 光照激励前的暗期长短对延迟发光没有影响。( X )19、 农业物料的流变特性是随品种、含水量、成熟度、尺寸和其它因数而变化的。( )20、 滚动稳定角和物料形状、尺寸、质量以及接触表面性质有关。( )21、 休止角愈大的物料,内摩擦力愈大,散落性愈小。( )22、 对流仅发生在流体中,对流的同时必伴随有导热现象。( )23、 纵向热流法十分适合板状干物料热特性的测定。( )24、 径向热流法适合于干燥的粉状和粒状固体以及液体导热率的测定。( )25、 稳态法不适合于高水分物料热特性的测定,只对含水量低于%10的物料才有良好的适应性。( )
36、26、 电阻R是与导体尺寸有关的量,而电阻率P是与导体尺寸无关的量。( )27、 生物物料的电阻率不仅与物料性质有关,而且还与含水率和温度有关。( )28、 稳态法适合于高水分物料热特性的测定,对含水量高于10%的物料也有良好的适应性。( X )29、 休止角愈大的物料,内摩擦力愈大,散落性愈小。( )30、 实际物料的粘弹性与时间无关,可以用任一理想弹性、粘性体、塑性体表达其粘弹性。( X )4、 名词解释1、 冰的活性:物料在平衡水份时环境的相湿度。2、 透光率或透光度:一个物体上透过光的强度与入射光的强度的比值。3、 球度:物体实际形状与球体之间的差异程度。4、 定向径:粒子投影图上任意
37、方向上的最大距离。5、 应力松弛: 物料突然变形到给定值并保持不变,应力随时间变化的函数关系。6、 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。7、 流变学:研究物体形变和流动的科学称作流变学。8、 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料的沉降速度。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,把此流体速度称作物料的悬浮速度。把沉降速度和悬浮速度统称为临界速度。 9、 散粒体:由许多松散、分离、形状尺寸大致相同的颗粒所组成的群体。10、 辐射换热:温度不同的两个或两个以上物体之间进行热的辐射和吸收所形成
38、的换热过程。11、 粒子密度:根据物料实际体积(包括物料内部空洞)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如番茄、桔子、柿子、茶叶等在用光照射激励后的若干秒内其表面会发光,我们把这种现象称作延迟发光(DLE)。13、 休止角: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底平面的夹角。14、 比热: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。15、 孔隙率: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。 16、 孔隙比:松散物料孔隙体积和物料固体物质体积之比为孔隙比。五、简答题1、动摩擦系数和静摩擦系数在概念上是否相同,如何测定?
39、答:滑动摩擦角和摩擦系数的测定方法通常有两种:一种是物料相于给定摩擦表面移动;另一种是给定摩擦表面相于物料移动。右图所示的斜面仪是属于前一种测定方法的常用装置,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角逐渐增大。当物料刚开始在斜面上下滑时,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。1、影响休止角的因素?答:(1)形状:粒子愈接近于球形,其休止角愈小。 (2)尺寸:于同一种物料,粒径愈小休止角愈大.这是由于细小的粒子之间相互粘附性较大的缘故。 (3)含水率:休止角随含水率增加而增大。这是因为每个粒子被潮湿的表层包围,使其内摩力和粒子间粘附作用
40、增加。 (4)堆放条件:如果物料进行振动,则休止角减小。物料粒子愈接近于球形、粒径愈大,振动影响愈显著。 3、休止角和内摩擦角的区别与联系?答:(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。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落能力,是内摩擦特性的外观表现; (3)数值不同。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。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。 4、简述影响农业物料热特性的主要因素,各因素是如何影响的?答:(1)农业物料的热容量和比热随物料组成成分、含水率、温度
41、而变化。 (2) 农业物料的比热随含水率而变,一般呈线性关系。 (3)比热随温度升高而增大。 (4)农业物料的导热率随含水率而变,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。 (5)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。 (6)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。5、为什么大多数农产品的导热率随水分的提高而增加?答:水的导热率比农产品干物质的导热率高,当含水量大时,物料中含有较多的水份,物料的整体导热率就增大。如果农产品的整体含水量比较低,则其内部含有较多的气隙,因为气
42、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,这些物体的导热率应根据它们的含水率和干物质导热率进行估算。6、什么是湿基含水率?什么是干基含水率?二者有何区别与联系。答: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干物质为基准计算的。干基含水量一般用于科学计算中。同样的物料,干基含水量总是大于湿基含水量。湿基含水量和干基含水量可以互相变换。7、画出典型的农产品力与变形关系曲线,并在曲线上标出各标志点。8、简述农业物料电特性在农业工程中的应用。答:一、含水率测定 二、介质的加热和干燥 三、农产品质量评定的控制四、种子的电处理9、物料的形状和尺寸在农
43、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。六、论述题1、分析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,并举例说明?答:农业物料光学特性如透光率和反射率等可应用于农业物料质量检测和分选。这些应用主要包括以下几个方面:(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量、牛奶脂肪含量。(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等;(4)
44、自动化分选,如马铃薯和土块分离、颜色或成熟度自动分级等。2、可否利用空气动力学(或水力学)有关特性来实现球状瓜果的分选?为什么?答:(1)农业物料的分选可以根据阻力系数和临界速度不同完成。流体物料的作用不同,运动规律也不同。 (2)物料的形状阻力系数和临界速度影响很大,因为球形农产品的临界速度与其形状参数特别是直径有关,而球形物料的临界速度最大,可以根据其临界速度的大小来分级。不规则形状的瓜果因其阻力系数比球体大,所以临界速度比球体小。 (3)如果利用水力来清选分离苹果时,当水流速度大于苹果临界速度时,即可将苹果带走,由于苹果大小不同,其临界速度就不同,这样小的苹果先被带走,从而实现分选,且水力清选时还可以减小损伤。3、 右图反应了农业物料的哪些光学信息?答:1)、不同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
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