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李志龙农业物料学 学习资料1研究的意义农业物料一般指：动植物产品、加工成品、半成品、以及与农业作业有关的土壤、肥料、农药等。（即：产品和作业对象）意义：有利于正确的设计工艺与设备；质量的评估。2 农业物料的基本物理参数1.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。2.圆度：是表示物体角棱的锐度。圆度表示物体在投影面内的实际形状与理想圆的差异程度。3.球度：表示物体的实际形状与球体之间的差异程度。4.粒度分布：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积累分布曲线表示的。5.孔隙率：松散物料孔隙所占体积和整个物料所占体积之比。6.孔隙比:孔隙体积与物料固体物质体积之比。7.农业物料含水率的2种表示方法: 湿基法:是以农业物料质量为基准计算的。干基法:是以农业物料中固体干物质为基准计算的。8.平衡水分:农业物料的水分是随环境条件变化而变化的，不管是吸湿还是解吸最终达到平衡时的水分成为平衡水分。9.水的活性:指物料在平衡水分时的环境相对湿度。10.物料形状的表达方法（描述物料的外形的参数）: 图形比较法、用类似的几何体表示、形状指数、形状参数、轴向尺寸、粒径、曲率半径。11. 粒径的表达:a. 单一粒径 b. 粒子群的平均粒径 c.测定计算平均粒径的简易方法：粗颗粒的平均粒径（可以一粒一粒的分拣） 粉状物的平均粒径（可以用筛分法）调和平均粒径： （取为50100g试样）算术平均粒径：密度的应用:干草的干燥和贮存、青贮仓的设计、青饲料的机器压缩、颗粒饲料和草饼的稳定性、分离和分级、气流和水力输送等都用到密度这一原始数据。12.密度：物体没单位体积内所具有的质量称为密度。 A.分类：（一）真实密度（二）容积密度（三）粒子密度B.测定方法：#液浸法（悬浮法、比重天平法、比重瓶法） 缺点:应保证液体不渗透进物料内部，并使液体能达到物料表面的所有凹坑和缝隙。#气流置换法（压力比较法、定容积压缩法、定容积膨胀法、不定容积法）优点：测定时不损伤物料，并适合于疏松多孔物料的测定#比重梯度管法13.临界速度:悬浮速度和沉降速度统称为临界速度。临界速度在流体输送和物料分离方面作为流体动力学特性加以利用。沉降速度: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。悬浮速度:如果流体以物料沉降速度向上运动，则物料颗粒会在某一水平上呈悬浮状态，把此流体的悬浮速度称为物料的悬浮速度。15*计算法确定物料的临界速度 1. 球形物料的临界速度 直径为d、密度为的球形物料： 质量为 投影面积为 当Re1时： C=24/Re,临界速度为 当1 Re 1000 时， 临界速度为 当1000 Re 200000 时：C=0.44 临界速度： 2. 不规则形状物料的临界速度 当Re50时: C与C球 相差较大，工程中将不规则物料简化为当量球体，用当量球体的临界速度加以修正后求得。当量直径： 物料形状对临界速度影响很大。 C不规则 C球 ，当物料达到临界速度时，由于不规则形状物料和当量球体所受重力和浮力相等， 所以二者所受阻力也相等，即14.空气动力学特性：把物料放入垂直向上的气流中，物料所表现出来的不同运动状态称为空气动力学特性。16.阻力系数与雷诺数的关系：阻力系数1. 阻力系数与Re的关系可分为以下四个区域讨论。 1. 当Re1时 ： 阻力主要是流体的粘性摩擦力，此时=24，k=1 阻力Fr为： 式中：d物体的特征尺寸； 流体的粘度； v流体相对物体的相对流速。 2. 当1 Re 1000 时 ： 附面层与球面脱离，存在形面阻力。阻力既有流体的粘性摩擦力，又 有形面阻力，此时=10，k=0.5 阻力Fr为： 3. 当 1000 Re 200000时 ： 阻力系数C下降，降至原数值的1/4-1/5。 17.推导球体和非球体物料在流体中的临界速度（即重力浮力=阻力时的相对速度V0）并计算临界速度。 球状物体： 重力浮力：时球体的体积和投影面积分别为d3/6和d2/4，一般情况下，C0.44则 非球状物体 实验证明：当ReDe 时为深仓。料仓当量直径为液力半径的4倍。料仓液力半径为料仓横截面积和料仓周长之比。 2 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下方则为深仓，反之则为浅仓。 3 以物料静滑动摩擦系数的压力比定义： 若物料深度为h，圆仓直径为D，则满足下式时为深仓浅仓内压力分布直线分布 1. 距物料上表y处的物料压力 在浅仓内物料的内摩擦力主要作用。当K=3/1时，在一定范围内时，1 =y 式中1压力；物料的重度；y测点距上表面的距离。浅仓内压力分布 2.侧压力当散粒体物料粘聚力c=0时，莫尔圆包络线通过原点: 式中3距离物料上表面y处的侧压力；物料的重度；i物料的内摩擦角。3.侧压力的合力F作用在距物料表面2/3壁高处： 深仓内压力分布 指数分布距物料上表y处的取出微小物料层，受力如图。图 深仓内dy段物料层受力图 若物料横截面积为A，周长为C，液力半径为Rh，则受力平衡方程为可得初始条件y=0, 1 =0，积分得 浅仓内压力分布 仓底侧压力： 物料和仓壁的摩擦力产生的合力： 物料对仓底的总压力