農(nóng)業(yè)物料第二章基本物理參數(shù)

1、第二章 基本物理參數(shù)第一節(jié) 形狀和尺寸一 圖形比較法：將物料的縱剖面和橫剖面的形狀與標準圖形相比較以確定物料的形狀。常用術(shù)語：圓形、扁圓形、長橢圓、圓錐形、卵形、橢圓形、不對稱、歪斜形、規(guī)則、不規(guī)則。二用類似的幾何體表示根據(jù)物料形狀，用相似規(guī)則幾何體表示，利用其計算公式計算物料的體積和表面積。利用實驗方法確定實際體積和表面積后，可確定實際值與計算值之間的比例系數(shù)從而確定各種農(nóng)產(chǎn)品典型形狀的校正系數(shù)。三形狀指數(shù)：是把物體的實際形狀與基準形狀進行比較的一個物理量；1.圓度比和圓度（roundness）：表示物體角棱的銳度，表明物體在投影面內(nèi)的實際形狀與圓形之間的差異程度。2. 球度（spheric

2、ity）：表示物體實際形狀與球體之間的差異程度。四形狀系數(shù)：表示物體實際形狀與球體之間的接近程度。A1、A2、A3物體在三個垂直平面內(nèi)的投影面積；Ac 平均投影面積凸狀物理論：一般物料：根據(jù)K 或值可判別物料形狀與球體間的差異。五軸向尺寸：采用照片放大器或投影設(shè)備反映物料外形輪廓。物料的三維尺寸分別用a、b、c表示。三軸兩兩垂直但不一定相交。尺寸、形狀密不可分。六粒徑：用于表示粒狀、粉狀物料的形狀和尺寸（單個顆粒的粒徑或由不同尺寸粒子組成的粒子群的平均粒徑）的一種方法。1.單一粒徑：2. 平均粒徑3.粒徑計算方法：（1）粗顆粒平均粒徑：（2）細粉平均粒徑：調(diào)和平均徑： 算術(shù)平均徑：六曲率半徑：

3、曲率半徑主要影響物料的接觸應(yīng)力、變形、物料孔隙率、體積和密度等。（1）較大的水果和蔬菜的曲率半徑： R曲率半徑 兩固定測頭間距 固定測頭與中間測頭的高度差（2）較小物料的曲率半徑可用經(jīng)驗公式近似確定：R測定點的最小曲率半徑R測定點的最大曲率半徑H物料厚度L物料長度第二節(jié)農(nóng)業(yè)物料的密度及測量一 密度的定義1. 容積密度（Bulk density）：物料質(zhì)量與其所占容器體積之比。2. 粒子密度(Particle density)：物料質(zhì)量與物料實際體積(包括物料內(nèi)部空洞)之比。3. 真密度(True density)：物料質(zhì)量與除去物料內(nèi)部孔隙后的物料體積之比。二 農(nóng)業(yè)物料密度的測量1. 液浸法：

4、將物料浸入容易浸潤物料表面的液體中，測定物料排除液體的體積的方法求密度。（一）懸浮法：（適用大塊物料）浸液密度物料密度mol容器浸液質(zhì)量之和msl容器、浸液和浸入物料質(zhì)量之和ms物料質(zhì)量（二）比重天平法: 利用分析天平或比重天平進行測試.a. 物料比重大于浸液比重b. 物料比重小于浸液比重msl 物料在液體中質(zhì)量ms物料和配重總質(zhì)量mo 配重質(zhì)量msl物料和配重在液體中總質(zhì)量mol 配重在液體中質(zhì)量（三）比重瓶法（適用谷粒、種子等）浸液要求：物料幾乎不吸收該浸液；表面張力??；浸液對物料無溶解作用；沸點高，比重、粘度幾乎不變；比重小，如甲苯、四氯化碳等。mw 比重瓶裝滿蒸餾水時總質(zhì)量ml比重瓶裝

5、滿浸液時總質(zhì)量w測量溫度下的蒸餾水密度l浸液密度mo 比重瓶質(zhì)量ms 比重瓶和物料質(zhì)量之和msl 比重瓶、物料、浸液三者質(zhì)量之和2. 氣體置換法（一）壓力比較法：在物料放入氣室前后，兩氣室壓差保持不變（二）定容積壓縮法：容器體積發(fā)生相同變化，分別測定氣室中裝與不裝物料時的壓差，從而測定物料體積。V 測量室體積Pa大氣絕對壓力V0定壓縮體積無物料時壓差Vs物料體積有物料時壓差（三）不定容積法（定壓法）：氣室中裝與不裝物料時，均保證氣室體積發(fā)生變化時的氣室壓差保持恒定。V1無物料時達到給定壓差時的容器體積變化量V2有物料時達到給定壓差時的容器體積變化量壓力差3. 比重梯度法：原理：根據(jù)物料在有一定

6、密度梯度的液柱中的位置并通過標定曲線來確定其密度儀器：比重計或標準浮子x 物料在液柱中的位置y、z兩個標準浮子的位置兩個標準浮子的密度三 農(nóng)業(yè)物料密度的計算1、已知物料組成成分2、已知物料組成成分體積占總體積的百分數(shù)rs農(nóng)業(yè)物料密度mi各組成成分的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分數(shù)ri各組成成分的密度V i各組成成分體積占總體積的百分數(shù)第三節(jié) 孔隙率孔隙（空隙）：物料間間隙孔隙率：物料孔隙體積與物料總體積之比孔隙比n：物料孔隙體積與物料實際體積之比體積實體系數(shù)k：物料實際體積與物料總體積之比孔隙率與物料形狀、堆積或充填方式、物料尺寸分布、含水率、放置時間等因素有關(guān)?？紫堵实臏y定：第四節(jié) 比面積和比表面積葉子

7、、水果、蔬菜等的表面積直接反映其生長狀況、產(chǎn)量、作業(yè)量大小及后期的熱加工等的難易程度。1、物料表面積及其測量測量方法：（1）接觸曬映；（2）方格紙；（3）投影測量；（4）光遮斷法；（5）氣流求積儀；（6）剪紙稱重；（7）函數(shù)關(guān)系式2、松散物料比表面積及測量（1）透氣法（2）涂層法第五節(jié) 水分和活性水分和水活度：對物料的外觀、風(fēng)味、硬度、流動性、加工及貯藏性能有很大影響。1、水分(moisture)自由水(free water)、結(jié)合水(bound water)濕基含水率干基含水率2. 含水量的測定常壓恒溫烘干法：適用于不含有易熱解和易揮發(fā)成分的物料。減壓烘干法：適用于含有易熱解但不含易揮發(fā)性油的物料。甲苯蒸餾法：適用于含有易揮發(fā)性油和干性油的物料。3.水活度(water activity)平衡水分(equilibrium moisture)：物料在某一環(huán)境條件下，經(jīng)過無限長時間后所具有的水分。水活度：指物料在平衡水分時的環(huán)境相對濕度(ERH：environmental relative humidity)，即平衡相對濕度；也可表示為物料中水蒸汽壓P和相同溫度條件下純水蒸汽壓P0之比。等溫吸濕、解吸曲線(sorption-