生物物料学复习知识点最全版

1、第一章 基本物理参数1、物料的形状和尺寸在农产品加工过程中的意义。密度的概念及其应用。2、简述各种密度的概念及其应用。3、简述密度的测量原理及各种测定方法的优点与缺点。4、简述孔隙率的定义，举例说明其在农业工程中的应用。5、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。6、何谓水分的活性？1应用l 农产品分级（水果大小，尺寸分级）、气流运输l 种子清洗l 果树产量预测：依据轮廓、图像处理l 饲料的粒度（指颗粒的大小，直径表示）动物养殖，不同动物适合不同合适的粒度。l 设计排种器时需要考虑谷粒的三轴尺寸或者粒径l 输送物料时必须考虑物料的外形和尺寸l 设计红枣等果实的去核装置时需要确定

2、其外形特征1. 形状和尺寸、评价方法、应用范围；生物物料形状和尺寸的主要应用。评价方法1. 图形比较法是将物料的纵剖面和横剖面的形状绘制成图并和标准图形进行比较，以确定物料的形状。适用于较大的物料，如水果和蔬菜等（圆形、扁圆形、长椭圆）。2. 用类似的几何体表示: 如物料的形状和球体、立方体、圆往体等一类规则几何体相类似时，则可用相类似几何体来表示物料的形状和尺寸。3. 形状指数: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。 圆度(roundness) 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

3、异程度4.形状系数 5.轴向尺寸 三轴尺寸 a、b、c表示物料的形状和大小。6.粒径是用来表示粒状或粉粒状物料的形状和尺寸的一种方法。粒径可表示为单个粒子的单一尺寸和表示诸多不同尺寸粒子组成的粒子的平均粒径。槽轮式排种器 最短间隙 种子长轴的1.22倍 P26 很多粒径定义 不需要一一记住 知道表示单粒直径有哪一些 表示群体粒径有哪一些（选择题）粒径测定方法：高科技（显微镜 库尔、 透过法）计算法 筛分法需要掌握的概念：粒径(用来表示颗粒状或粉末状的形状和尺寸，可表示为单个粒子的单一尺寸或者诸多不同尺寸粒子组成的平均粒径) 单个粒径 平均粒径 粒度分布7.曲率半径2. 农业物料的密度定义、内涵

4、；主要应用。容积密度 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。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。 真密度 又称固体密度, 它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。主要应用。l 谷物分离（茎秆、谷物等密度不同 用气流吹）l 质量鉴定：容积密度l 加工方面如膨化技术等l 清选花生或者马铃薯中的土块时需要按照密度进行区分l 种子纯度测定、成熟度评定3、简述密度的测量原理及各种测定方法的优点与缺点。密度的测量：l 液浸法：悬浮法、比重天平法（小水果、豌豆、大豆、玉米较小比重）、比重瓶法（适合测谷粒种子

5、等较小物料密度）（不渗透到内部，填充表面凹坑）比重不够，加配重优点：液浸法是将物料浸入容易润湿物料表面的液体中，测定物料排出的液体体积的方法求密度。在采用这种方法时应保证液体不渗透进物料内部，并使液体能到达物料表面的所有凹坑或缝隙中。l 气体置换法：压力比较法（看书）、定容积压缩法（膨胀法）、相比液浸，优点：测定不损伤物料，适合于疏松多孔物料密度的测定0、怎样测量干香菇、干苹果等的真实密度? （10 分） 参考答案：由于干香菇、干苹果疏松多孔，不适于用液浸法测量物料的密度，可以采用气体置换法 测量真实密度。常见的气体置换法有压力比较法，定容积压缩法，定容积膨胀法，不定容积法。 以定容积压缩法为

6、例，测出容器中活塞压缩到一定体积后，不装物料和安装物料的压力变化，由波义耳定律求出物料的体积，进而求得密度。l 比重梯度法（根据物料悬浮在液控中的位置和标准比重浮子比较，确定密度。很方便快速）3. 农业物料表面积、孔隙率的概念；主要应用。（简述孔隙率的定义，举例说明其在农业工程中的应用。）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。 松散物料孔隙体积和固体物质体积之比为孔隙比。物料表面积的应用（透气法，涂层法，气流求积仪）l 叶面积反映光合作用的强弱和生长速率l 烟叶的叶面积直接反映了产量的高低，研究植物土壤水养分的相互关系，确定农药杀虫剂的量l 水果的表面积在研究喷雾作用距离，喷雾残

7、留物消除，冷却和加热过程中的热传导4. 农业物料的水分和活性、吸湿和解吸的概念；生物物料含水率在贮藏与加工等方面。水的活性 (water activity) 是指物料在平衡水分时的环境相对湿度 (ERH) ，也可定义为物料中水蒸气压 P 和相同温度时纯水蒸气压 P0 之比。含水率的应用：生物物料品质指标（蔬菜新鲜度判断）、干燥、储存指标，物料加工的重要指标。（加工工艺的好坏可以通过含水率来反映）环境相对湿度高，干燥的物料就会吸湿以至水分增多。反之为解吸。5、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。含水：自由水、结合水物料含水率：湿基表示法（以农业物料质量为标准）、干基表示法（以

8、固体干物质为基准） 同一物料 干基大于湿基含水率水分测定： 常压恒温烘干法、减压烘干法、甲苯蒸馏法6、何谓水分的活性？吸湿与解吸水的活性：物料在平衡水分时的环境相对湿度（ERH）由较干状态吸水比较湿状态失水含量低（判断）（含水率步进取决于相对蒸气压还和趋近的方向有关）1、 何谓流变学？何谓粘弹性？粘弹性（物料的应力应变、应变速率与时间相关产生的特性，既有液体的特性又有固体的特性，是两种特性的综合）2、简述各流变模型的基本单元及其流变方程式，并简要说明。3、何谓麦克斯韦模型？画出其模型简图与应力松弛曲线，列其流变方程。4、开尔文模型。画出其模型简图与蠕变曲线，列其流变方程。5、画出典型的农产品力

9、与变形关系曲线，并在曲线上标出各标志点。6、简述弹性参数、粘性参数的测定方法？第二章 固体农业物料的流变性质1. 理想物料（弹性体、粘性体、塑性体）的流变特性、生物物料力与变形关系等理想弹性体 图 理想弹性体流变学特性 不随时间变化 Ø理想物体的流变模型？流变模型：理想弹性体（弹簧）、理想黏性体（阻尼器）、理想塑性体（摩擦块）弹性模型（弹簧提模型、虎克体）、黏性模型（阻尼模型）、塑性模型（滑块模型）2. 粘弹性、应力松弛、蠕变概念，生物物料的粘弹性粘弹性 ：物料的应力、应变、应变速率与时间相关产生的特性，既有液体的特性，又有固体的特性，是两种特性的综合。应力松驰 ：物料突然变形到给定

10、值保持不变，应力随时间变化的 函数关系。 先变再看力蠕变 ：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。 先力再变液体阻碍或抵抗自己流动的性质称为粘性弹性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生物物料没有一种是理想的弹性体，不论载荷大小，在第一次加载和卸载以后似乎总是保留某些残余变形。弹塑性体。（硬化现象）滞后损失：加载和卸载，造成能量损失。（玉米含水量越高，滞后损失越大）3. 流变模型和流变方程及其应用（ 简述各流变模型的基本单元及其流变方程式，并简要说明。 ） 何谓麦克斯韦模型？画出其模型简图与应力松弛曲线，列其流变方程。开尔文模

11、型。画出其模型简图与蠕变曲线，列其流变方程。 先是弹性形变-塑性形变-生物屈服点-破坏Y点称为生物屈服点 (bioyield point)，在Y点以后，力不再增加甚至有时还减少，而变形却在不断增 加。在一些农产品中，生物屈服点的存在标志着物料中细胞结构 开 始破裂 。 生物屈服点可以出现在点 LL 以后的任何位置。 在点 LL 后偏离初始的线性区段，点LL称作弹性极限点(limit of elasticity)。 R点称为 破裂点 ( rupture point )，在这位置时物料在轴向 载荷作用下产生了破裂。破裂可能是由于外壳和外皮 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

12、于微观结构的破坏。而破裂点对应于宏观结构 的破坏。破裂点可以出现在曲线上生物屈服点以后的任何位 置。脆性物料中破裂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。Ø 轴向压缩和拉伸试验（一般都是压缩比较多，拉伸不好做，实际也是压缩多）P27 三个方向弹性模量不一样草莓不同方向 不同储藏时间 结论P31 比较脆的材料Ø 剪切试验为研究水果的成熟过程，曾测定了苹果和梨的剪切强度。其方法是从一片水果的果肉上冲剪一个圆柱体。（正剪切）水果成熟，果胶物质分解，细胞联结力减弱，剪切强度减小。体积压缩试验（全方位压缩体积模量苹果试验-结论静液压力>280

13、kPa造成水果损伤）接触应力试验 一个 应用 超高压杀菌 过程中对农产品品质还是有影响的P42接触应力：测量方法 列出公式P44这种公式不需要记 知道有这么回事第二种接触应力测量：力与变形的关系6、简述弹性参数、粘性参数的测定方法？（肉的新鲜度、谷粒的硬度、水果和蔬菜的结实度）Ø 以上基本参数的测定（1）弹性参数测定有：轴向拉伸（最难在夹紧装置）和压缩试验（原点正切模量、割线模量、正切模量定义物料弹性模量）、弯曲试验、剪切试验（一个切割的过程）、体积压缩试验、接触应力试验（2）弹塑性参数测定：滞后损失以下：力跟变形随着时间变化的关系Ø （3）粘弹性参数测定：（应变都必须很小

14、）应力松弛应变不变 应力-时间 麦克斯韦模型（串联）松弛时间1/e 蠕变蠕变：应力不变 应变-时间 开尔文模型（并联） 伯格斯模型（串联加并联）动态交变应力试验（弹性模量-成熟度-口感）：、共振法-得到水果共振频率（用于水果和蔬菜成熟度和（马铃薯、桃子、苹果）质地评价、成熟度分选、敲鸡蛋分选、葡萄分选、香蕉成熟度、淀粉含量、糖含量）共振法改善小水果分选的一种有效方法模拟实验：7、是否可以利用固体农业物料的流变特性判定猪肉、牛肉等的品质好坏?应如何判定（即判定思路和实验方法）? （12 分） 答案：新鲜度的测定：可对其进行轴向压缩和拉伸实验，剪切实验。当猪肉新鲜度差时，肉的硬度和粘度会发生变化，

15、剪切强度会变小。 对注水量的检测：可用回转式流变仪测量测量猪肉的表观粘度。将猪肉做成猪肉糜，掺水量对猪肉糜表观粘度影响很 ，猪肉糜的表观粘度是猪肉糜流变特性参数之一。它是由于猪肉糜中的蛋白质、脂肪分子与 分子以及其他分子之间的内聚力引起的阻滞猪肉糜流动和变形的物理特性。未参 的猪肉糜主要由 分、蛋白质、脂肪、灰粉组成，其中分约占55，蛋白质、脂肪约占40，此时猪肉糜中的蛋白质、脂肪分子、分子之间结合紧密，以较强的内聚力阻滞了猪肉糜的流动和变形，因此表观粘度较 ，随着掺水量的增加,分子使得缠绕的蛋白质散开，脂肪化，阻滞力减小。4. 固体农业物料的流变性质及其测定；基本试验、模拟试验的内容、方法等

16、；弹性：轴向压缩拉伸；剪切试验；弯曲试验；体积压缩试验；接触应力试验弹塑性：加载卸载弹粘性：随时间而变的应力应变关系；蠕变试验；应力松弛试验动态试验法：共振法；动态的正弦交变应力-应变试验模拟实验：模拟人的感觉5. 固体生物物料力学特性的应用。第三章 液体生物物料的流动特性1、何谓牛顿流体、准粘性流体、塑性流体？举例说明。2、简述各种流体的性质及其流动曲线。3、简述细管法测定粘度的原理。4、简述旋转法测定粘度的原理。1. 液体生物物料的流动特性；粘度、表观粘度概念及其影响因素；液体生物物料的类型及各自的流动特点。液体的流动性用流动曲线表示；流动曲线是液体所受剪切力与剪切速度的函数关系。粘度，

17、应力和速率的关系变化何谓牛顿流体、准粘性流体、塑性流体？举例说明。牛顿流体的剪切应力与剪切速度之间为线性关系。非牛顿流体：剪切应力和剪切速度之间为非线性关系、液体的粘度与压力与温度有关。 1 ）温度升高，液体的粘度下降； 2 ）压力（高压）升高液体的粘度上升 3 ）溶液浓度增加，液体的粘度增加。准粘性流体：剪切力与剪切速度之间关系为过原点的一条曲线。（假：血液果酱，胀流性：淀粉浓液、蜂蜜）表观粘度： 将准粘性流体在某一剪切速度下剪切应力与剪切速度的比值称为该剪速度下的表观粘度。（过（表观）该点的直线的斜率）塑性流体：当流体受到的剪切应力超过流体的屈服应力是，流体产生流动，且剪切应力与剪切速度为

18、直线关系。（宾汉姆体）-苹果酱，准：奶油Ø 塑性流体：只有当剪切应力超过屈服应力时，才会流动之后是直线 ：塑性流体或 宾汉姆体 名词要记 干酪 巧克力酱之后是曲线：准塑性流体或非宾汉姆体假塑性准塑性（奶油 典型的 必须克服一定应力才能挤出来 挤出来以后容易） 剪切应力与剪切速度的关系 胀流性准塑性（甘薯的淀粉 绿豆淀粉糊）苹果酱 番茄泥牛顿流体准粘性流体塑性流体准塑性流体触变性（越搅拌越流动快）和胶变性流体（越搅拌越难流动）Ø 触变性流体：静置一段时间 又变得不易流动的现象剪切速率一定，（剪切应力随时间逐渐变小）表观粘度随着时间变小 (较稀的饲料)胶变性流体：剪切速率一定，

19、（剪切应力随时间增大）表观粘度随着时间变大（较稠的饲料）粘弹性流体：除了测粘度还需要测定弹性模量。： 粘弹性流体 产生应力的表达式; 实际应用：咖啡的粘弹性 黄油2、简述各种流体的性质及其流动曲线。3、简述细管法测定粘度的原理。4、简述旋转法测定粘度的原理。2. 流动特性测定原理。目的往往为了用于质量控制、了解物料的结构及加工工程方面的应用。细管法 在细管粘度计内流体受外力作用而通过细管，其粘度可根据流量、外加压力和细管几何尺寸确定。在一定外加压力下，流体粘度愈高则流体在单位时间内流量愈小，只要比较其流量大小即可比较其粘度大小。 旋转法 在旋转式粘度计内，流体受到外扭矩作用而旋转，其粘度可根据

20、旋转部件角速度、外扭矩和仪器的几何尺寸而确定。流体粘度越高，则旋转部件产生相同角速度所需外扭矩就愈大。只要比较其扭矩大小，即可判断其粘度大小。（圆筒旋转只考虑了侧壁没有考虑底部）4简述旋转法测定粘度的原理。在旋转式粘度计内，流体受到外扭矩作用而旋转，其粘度可根据旋转部件角速度、外扭矩和仪器的几何尺寸而确定。流体粘度越高，则旋转部件产生相同角速度所需外扭矩就愈大，只要比较其扭矩大小，即可判断其粘度大小。旋转法可连续改变旋转角速度，测定各种剪切速度下的剪切应力，从而求得各种流体的流动曲线。旋转式粘度计有旋转圆筒式、旋转圆板式和旋转锥板式 各种不同类型的粘度计。振动法 对流体施加交变的剪切应力，测定

21、对应的剪切应变，从而测得动态粘度和动态剪切模量。3. 液体生物物料流动特性的具体应用，从应用方面和原理、实例具体说明。根据这些特性，可以选择输送该物料的管子直径、压力损失、流量和泵的类型及其功率配备。11试讨论液体的流动特性在农产品品质特性研究中的应用？（10） 参考答案：（1）液体生物物料纯度检测。如蜂蜜 加糖后，相同温度时对纯蜂蜜的粘度不同，利用该原理进行检测。（2）液体的流动特性是其产品的质量标准，如检测番茄酱的流动曲线可以确定其番茄汁的含量，进行对其品质进行评价。（3）如检测不同品牌牛奶的流动曲线，可以区分牛奶的品牌，对比其固体牛奶的含量等。第四章 生物物料的流体动力学特性1、简述临界

22、速度概念与应用。2、简述阻力系数与Re的关系。3、试推导球形物料的临界速度。4、简述气流清选与分离的原理，举例说明。1. 阻力和阻力系数；阻力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（压差阻力）是由于流体的附面层在后部分裂产生涡流使后部压力降低。层流形面阻力忽略不计紊流形面阻力主导阻力系数与流动的流动状态有关，即与雷诺数有关Ø阻力系数与形状和雷诺数还有表面状态有关2. 临界速度的概念、计算方法；把悬浮速度和沉降速度统称为临界速度沉降速度 ：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

23、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3. 临界速度测定方法；1.测定悬浮速度2.测定沉降速度4. 临界速度在生物物料共、分级、精选等方面的应用。农业物料的清洗和分离气力输送，水力输送Ø生物物料阻力系数Ø临界速度 受到的阻力是多少 跟雷诺数有关 临界速度 收割机的设计依据（1）清选 分离和分级根据物料中不同组分的阻力系数或者临界速度不同而完成的。由于（流动状态）、不同，流体对其作用力不同，运动规律也不同，从而收集不同组分。例如大豆的谷粒、茎秆和颖壳、夹壳的气流速度12m/s时后两者分离百分比达到90%以上，可在这一

24、风速分离。（2）气力输送：例子 火炼厂煤粉由风机、输送管道、卸料器、供料器吸送式、压送式、混合式利用气流对颗粒物料进行输送，例如谷粒、面粉、草料，影响因素气流速度和物料在气流中的浓度，、。气力输送时物料呈悬浮状态，在垂直管道中，只要上升气流对颗粒的作用力与重力相平衡，物料就将悬浮起来。随着气流速度增大，空气与管道之间摩擦阻力增大，但输送主力减小，因此存在以速度使输送阻力或压力降最小，这一速度称为临界速度。（3）水力输送用于饲料、水果、蔬菜的输送。减小物料的损伤临界速度、阻力系数 流速过高阻力增加 流速过低沉积阻塞第五章 散粒物料的力学特性1. 散粒物料摩擦物性，掌握滑动摩擦角、流动稳定角、休止

25、角的概念及应用。1、何谓散粒体？举例说明。水稻种子 花生散粒物料是由许多松散、分离、形状尺寸差不多的颗粒所组成的群体，又称散粒体。散粒体可分为粗粒、细粒和粉体三类巴西果效应、粮仓效应、成拱现象。（外）滑动摩擦角、滚动稳定角是反映物料与接触固体表面 间的摩擦性质，（内）休止角和内摩擦角反映物料间的内在摩擦性质。滑动摩擦角表示散粒物料与接触固体相对滑动时，散粒物科与接触面间的摩擦特性，其正切值为滑动摩擦系数。 测定：斜面仪静滑动摩擦角和动滑动摩擦角、回转圆盘式测定仪含水量会影响滑动摩擦角。应用 排种器滑动摩擦角；考虑降低滑动摩擦系数（铁板和塑料胶板） 茶叶加工 物料分级（好的茶叶都比较光滑）（1生

26、物物料质量测定 2为加工过程 提供依据 3 物料的分级 4 为设备的设计提供依据）滚动稳定角反映单粒往状、球形成类似球形物料与所接触表面的滚动摩擦特性。（滚动阻力系数和接触表面刚度有关，表面越硬，滚动的阻力系数就越小）必考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底平面的夹角。 反映了物料的内摩擦特性和散落性能测量方法：注入法、排出法、倾斜法。² 影响休止角的因素： (1)形状 ：粒子愈接近于球形，其休止角愈小。（越圆越小）(2)尺寸 ：对于同一种物料，粒径愈小休止角愈大。这是 由于细小的粒子之间相互粘附没较大的缘故。 （越小越大）(3)含水率 ：随含

27、水率增加而增大等有关。这是因为每个 粒子被潮湿的表层包围，使其内摩 按力和粒子间粘 附作用增加。（越湿越大）(4)堆放条件 ：如果对物料进行振动，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。 内摩擦角是反映散粒物料间摩擦特性和抗剪强度，是确定储料仓仓壁压力以及设计重力流动的料仓和料斗的重要设计参数。测定：三轴压缩实验、直接剪切实验休止角与内摩擦角的区别与联系：(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。

28、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砂子等，其休止角等于内摩擦角 。 或问结拱影响因素：4、简述散粒物料在料仓和料斗内的重力流动形式及各自的特点。物料流动：整体流和漏斗流（中心流，先装进去的物料后流出来。容易结拱）2. 散粒物料流动形式及流动特性、流动函数、流动因素的应用。3. 结拱的概念要考：4.结拱影响因素：粒径，形状，密度，内摩擦角，含水率防止措施：加大排料口；减小料斗顶角；减小料斗摩擦，使用光滑的料斗；料斗不对称或加纵向隔板；增加振动器；排料口下方加椎体结构减小物料压力5. 深仓与浅仓的概念，散粒物料对简述深仓与浅仓的压力

29、分布及特点。纵横比，深度H和直径De比较 物料深度h小于当量直径De为浅仓；大于为深仓（休止角或滑动摩擦系数的压力比）浅仓 侧压力的合力作用在距物料表面2/3壁高处 深仓6简述浅仓和深仓的压力分布及特点。浅仓：物料的内摩擦力起主要作用，侧压力的合力F作用在距物料表面2 / 3壁高处。深仓：物料的内摩擦力和物料与仓壁的摩擦作用都有影响。深仓和浅仓的主要区别在于()。B计算深仓贮料压力时，必须考虑贮料与仓壁间的摩擦力，浅仓则不考虑1、何谓散粒体？举例说明。2、简述滑动摩擦角、滚动稳动角、休止角、内摩擦角的定义与应用。3、简述休止角与内摩擦角的区别与联系。4、简述散粒物料在料仓和料斗内的重力流动形式

30、及各自的特点。5、简述浅仓和深仓的定义。6、简述浅仓和深仓的压力分布及特点。: 第六章 生物物料的热学特性 :1、简述导热、对流、辐射三种传热方式的定义及特点。2、简述导热系数的测定原理。3、简述导比热的测定原理。4、简述农业导温系数的测定原理。5、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？6、各举例一例说明各特性在农业工程中的应用。热特性对农业物料进行热处理、硬种子变软、提高发芽率和促进生长发育以及延迟蔬菜和水果腐烂的控制等方面显示出了很大优越性。1、简述导热、对流、辐射三种传热方式的定义及特点。热量从一个物体传到另一个物体,或者从物体的一部分传到另一部分是由于存在着温度差，所以

31、温度差是产生热量传递的动力。热量传递有三种基本形式，即导热、对流和辐射。有时，这三种传热形式同时存在。导热和对流发生在冷、热物体相接触时，而辐射不需要如此。辐射可以在真空中传播。热量从温度较高的物体传到温度较低的物体，或者从从一个物体中温度较高的部分传到温度较低的部分为导热。对流：流体各部分之间发生相对位移，把热量从一处带到另一处，这种现象较对流。温差产生的是自然对流，外力产生的是强制对流。辐射：温度不同的两个或两个以上物体间相互进行热的辐射和吸收的所形成的换热过程3、简述导比热的测定原理。比热和物料含水率相关1克质量的物质，温度每升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量称为该物质的比热容，单位

32、焦/（千克·度）测定：1. 混合法 将已知质量和温度的试样倒入量热器内并和液体介质充分混合。物料的比热根据液体介质、量热器和试样的热平衡方程式计算而得。混合法测定比热所需设备简单、操作较方便，能适应多种物料测定。由于量热器测定时不可避免的热泄漏，因此对其测定结果有影响。温度增加，比热增加；含水率增加，比热增加2. 保护热板法（电加热）将测试的物料用热板围起来。物料和热板均由电加热，并使热板和物料保持相同温度。形成一个无热损状态（在给定时间内提供给物料的电能等于物料获得的热量。）这种方法的优点是测量精度高，并可确定多种因素对比热的影响。但所需测量仪器较复杂。2、简述导热系数的测定原理。

33、导热率又称导热系数，单位长度上单位温度传递的热量，Wm·K，它反映了物料的导热能力。测定方法可分为稳态法和非稳态法两大类。纵向热流法又称平行平板法。它由主加热器、散热器和保护加热器等几个平行热板组成。热源、试件、散热片和电加热的保护热板紧挨在一起。（适合于板状物料的测定）测定热流量q 和温差(12)即可计算出导热率K值。径向热流法 该方法是将样品封闭在同轴圆筒或同心圆球的间隙中，在中央圆筒或球中装有加热器。温度仅沿径向发生变化。它适合于干燥的粉状和粒状固体以及液体的导热率测定。（）加热热流速率可以由该平板加热器的电功率来确定。非稳态：探针测定法 探针测定是利用线热源来加热位于其周围的

34、物料。在到热源不同距离的地方，在不同的时间测取温度值，样品温升是导热率的函数。3、为什么大多数农产品的导热率随水分的提高而增加? （10 分） 水的导热率比农产品干物质的导热率高，当含水率 时，物料中含有较多的水分，物料的整体导热率就大，如果农产品的含水率低则其内部含有较多的气隙，因为气体的导热率低，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，这些物料的导热率应根据它们的含水率和干物质导热率加以估算。经验公式： K= MKw+ (1- M )Kd4、简述农业导温系数的测定原理。导温系数又称热扩散率，单位为m2s，它反映导热过程中物料导热能力和储热能力之间关系。圆柱体瞬态热流法该

35、方法是指物料在受热过程中，其内部热传递从某一瞬时开始，随着时间的增加，温度呈线性升高由温度与时间的关系曲线确定物料的温升速率，从而求得该物料的导温系数探针测定法 在用导热率探针测定物料导热率时，在离中央热电偶的侧面的已知距离r处增加两个热电偶，即可同时用来测定物料的导温系数。8. 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？农业物料的热特性是随其化学成分、物理结构、物质状态、含水量和温度的变化而改变的。农业物料的比热随组成成分、含水率、温度而变化。随含水率而变，一般呈线性关系；由于物料干物质的比热远小于水的比热，所以农业物料的比热值视含水量而变。一般，农业物料的比热随温度的升高而增大

36、。农业物料的导热率也可根据它们的含水率和固体干物质导热加以计算。随含水率而变，一般呈线性关系。 除水和甘油外，大多数液体物为的导热率随温度的升高而降低，气体的导热率随温度升高而增加，冰的导热率大于水。谷物农业物料的导热率在冰点以上随温度升高而长高；冰点下则相反。物料的导热率受子粒尺寸的影响。在相同含水率和温度时，籽粒尺寸越大大，其导热率也越大。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。导温系数（热散系数）：如果导热率一定，体积热容愈大则导温系数愈小，即物料贮存热能能力愈大，物料不易加热长温。对流换热系数不是物料的热特性参教，它是与流体热特性和流体流

37、动特性有关的物理参数。它主要是受流体密度、粘度、流体比热和导热率以及流休流速和平均温度的影响。该系数虽不是物料特性，但影晌流体流动的一些参数，如物料形状、大小、表面积、表面粗糙度、物体排列以及物体在流体中暴露状态等同样会影响对流换热系数。6、各举例一例说明各特性在农业工程中的应用。² 对桔子热处理研究发现（热处理提升储藏品质）² 当桔子51.8和54.4的热水中浸泡5分钟时，51.8的热处理使腐烂从23下降到3。² 对胡椒热处理表明² 可以减少收获后的腐烂，其达到最佳效果的时间和温度配合为56.1为0.75分钟，53.3为1.5分钟，50.6为2.5分钟

38、。² 利用高温对硬种子进行热处理，可使种子容易渗透水，提高了种子发芽率。² 热处理对菠菜种子萌发及苗期生长影响。处理时间低于20min，随水温升高发芽率、发芽势增大；热处理能显著促进幼苗生长，增加株高、鲜重和叶面积，提高叶绿素含量，尤以50 -5min效果最佳这表明热处理增强了根活力，根系生长快，吸收面积扩大，增强了营养物质的吸收因而促进了地上部的生长。干热处理蔬菜种子灭菌（黄瓜、萝卜）提高发芽率和发芽势白菜种子上带有多种病原菌将种子在烘箱内40下预处理1天，然后在70下处理13天，效果显著。70 下处理13天时，杀灭番茄种带细菌、真菌效果显著。 书本：物料冷却。收获后，物

39、料降低温度，但未被冻结，是物料中的酶和微生物活动得到抑制，达到改善品质吗，延长货架期的目的。运用于（农产品保鲜、冷却肉生产加工领域）第八章 生物物料的电学特性1、何谓电阻、电导、介电特性，说明其物理意义。2、简述农业物料电特性在农业工程中的应用。3、什么是生物电？举例说明。1、何谓电阻、电导、介电特性，说明其物理意义。电阻R是导体内两端的电位差与电流强度之比1.R= L/A 1.1电阻 R 是与导体尺寸有关的量，而电阻率 是与导体尺寸无关的量。因此，电阻率是表征导体性质的一个物理量。温度升高引起电子间频繁的碰撞，导致碰撞时间缩短，从而使电阻率增大。1.2电导是描述物体传导电流性性能的物理量，记

40、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。对于直流电路而言，这个数值就是电阻的倒数，其单位为 S 。电导率是电阻率的倒数。（应用：豆浆通电加热是利用了物料的电导特性。交变电压、电流通过，自身产生热量。 温度越高，（60）豆浆电导率提升明显，加热速率也随之加快）（增大电场强度，对豆浆电导率没有影响）3.物体1.导体2.非导体（电介质）导体1.电子导体（自由电子）2.离子导体（离子定向运动）4.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 tg4.1相对介电常数=以某种材料为介质时的电容器的电容/以真空为介质时的电容器的电容 =物料实际介电常数/真

41、空介电常数0 （8.85×10-14Fcm）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4.2相对介质损耗因数反映电介质在交流电场中可能损耗的能量，其值愈大表明物料在微波处理时加热愈快。4.3介质损耗角的正切也是反映能量的损耗。介质损耗角是交流电的总电流 I 与电容器中的电容电流 Ic 之间的夹角. （电介质可用理想电容和电阻组成的并联电路表示。） =90 ° tg=IR/IC5介质损耗将平板电容器丙极板间充以电介质，在高频电场作用下电介质将被极化，有极分子在电场中不断地作取向运动，分子间发生碰撞和摩擦将消耗电能并转为热能，使得介质发热。这种因介

42、质在电场作用下发热而消牦的能量称为介质损耗。溶剂密度增大，介电常数增大。6. 静电特性6.1相距为 r 的两个点电荷 q1 和 q2 之间的相互作用力为 F=K （ q1q2/r2 ） K=1/(4 0 )=9 × 109Nm2/C2 ，0 为真空中介电常数。6.2电场强度E=F/q1 物料表面保持电荷能力不同是静电分离的基本原理。静电选种利用不同种质种子，内含化学成分不同，种子的电学特性 ( 如电导率、介电常数、膜电容及极化特性等 ) 均有差异，因而种子在静电场中的运动轨迹不同。据此原理达到分选不同活力、含水量的种子，除去破碎种子、杂质的目的，可明显提高种子纯度。试验表明，静电选种

43、的发芽率、最终产量均有较大提高。3、什么是生物电？举例说明。6. 生物体的组织和细胞所进行的生命活动都伴随电现象，产生一定的电位变化，通常把这种生物体内的电现象称为生物电。它反映了生命活动中的一些物理化学变化，与生物体的新陈代谢有关。一旦生命停止，生物电也即消失。 植物损伤电位差是一种基本的生物电现象。发芽期间种子胚芽和其他部位间存在电位差，植物在光合作用过程中也有电位差。，含羞草受外界刺激，电位差；胚胎上也有电位差，还可以根据电位差判断是雄性还是雌性鉴定鸡蛋胚胎。种子发芽期间在胚芽部和其它部位间也存在电位差。发芽后的子叶带正电，根部带负电。细胞分裂越活跃和生长越旺盛的部位，电位越高。发芽电流

44、可以看作检测发芽势的重要标志。海洋生物发光。温度、贮藏时间、生物节律、卵细胞的退化程度以及鸡胚的发育程度等因素影响着鸡蛋生物电活动鸡蛋生物电位的频率特性与鸡蛋的新鲜度有一定的相关性介电特性影响因素：电场频率（负相关）；含水率（正相关）；温度（正相关）；密度（正相关）考：一颗谷物介电常数要大于一堆谷物介电常数 应用：含水率测定；加热干燥；质量评定和控制；种子的电处理 利用静电原理可进行分离和清选物料电学特性的测量（常用电桥法）测量方式：切片式、针刺式、接触式、非接触式测量方法：阻抗特性和介电特性测量电桥法、谐振法、微波法阻抗测量电路常用电桥法介电特性测量技术：平行板n 电容器技术 将物料夹在两个

45、电极之间形成一个电容器 检测电容容量的变化n 常用的测量仪器为LCR测量仪 用于测量被测样品的电容、损耗或等效阻抗等。 计算样品的介电常数和耗散因数。n 一般在100MHz以下，要求样品必须是平板形 。2、简述农业物料电特性在农业工程中的应用。应用：无损检测估价西瓜的甜度时，发现甜度和含糖量与西瓜的电阻有关介电常数可以测定蛋类质量及鱼的新鲜程度。苹果储藏的时间、苹果成熟度。含水率测定：干旱缺水时植物体液浓度着呢改改，导电率增加，电阻下降叶片的水分状况能比较敏感地反映干旱程度，以叶片为电容器的介质，叶片水分变化导致介电常数不同，从而可以获得植物的需水信息n 通过玉米叶片的诊断旱情干燥与加热水的损

46、耗因数比干物质大得多将含水的农业物料放在高频或超高频电场中时，电场放出能量的绝大部分将被水分子吸收，受热的水分子很快蒸发。农业物料的含水率愈高，吸收的能量愈多，水的蒸发便愈快。电处理种子电处理（电磁处理）：害虫的控制、改善发芽能力、种子分选（静电分选）（静电保鲜）种子分选：根据种子和夹杂物电导率不同，在电场中受到的力不同，运动轨迹也不同，达到种子清选的目的茶叶静电捡梗机静电正离子辐射对蔬菜生长的促进作用静电喷雾：更好的喷农药，加强吸附率。质量控调，农产品质量评定（受伤组织在低频和高频下的阻抗比随时间而减小）测定干燥后玉米粒的热损伤、冻伤种子的成活力；测定植物体的机械损伤程度及抗霜冻能力抗冻能力

47、与细胞膜的电特性有关，利用电容、电阻或阻抗来测定植物体的损伤常在一定程度上导致细胞膜渗透性的减弱，体内析出电解质变化可由电特性反应出来测定蛋类质量及鱼的新鲜程度。可以测定棉花纤维长度分布情况。: 第七章 生物物料的光学特性 :1、简述光的反射、透射、延迟发光特性。2、简述光的反射、透射、延迟发光特性在农产品加工中的应用。透光率 。 光密度荧光现象：当一种波长的光照射物体后，可以激发物体产生不同于照射波波长的其他波长的光能。延迟发光现象：当一种光照射物体，照射停止后，所激发的光仍能持续放射一段时间的现象。（）延迟发光：绿色的含有叶绿素的农产品如番茄、桔子、茶叶等在用光照射激烈过后的若干秒内，其表

48、面发光。我们把这种现象叫做延迟发光。延迟发光强度和叶绿素含量相关。随着成熟后，叶绿素减少，延迟发光强度降低。利用这一特性可以用来成熟度评定和自动分级。光照强度对植物生长发育的影响：自然条件下，由于天气状况，季节变化和植物度不同，光照强度有很大的变化，光抑制：强光下使得苗木茎粗，低矮，光强适当的弱光有利于植物的营养生长。较强的光有利于植物繁殖器官的发育。光照度影响叶色、影响果实颜色。影响产品营养成分。光质 （紫外线抑制植物生长，促进物质积累。加速繁殖器官形成）紫外线促进植物果实成熟。红外线热效应 可使果实的成熟趋于一致光照时间（长日照植物 北种南引 发育期延迟）颜色分拣 （茶叶 茶梗）摩擦系数分

49、级（色选）1、图1 中反映了农业物料哪些的光学信息。答案： (1)不同单位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，存在若干吸收带，吸收带的位置的波长约为950、 1150 和1400nm。 (3)高含水量的物料（苹果，马铃薯）反射率较高；低含水量的物料（肉，干土块）反射率较低，可用近红外来测量物料的含水量。 (4)红苹果和绿苹果的反射率不同，650nm 处差距最为明显，可能是因为红苹果和绿苹果中叶绿素含量不同造成的，可以作为苹果成熟程度的判别。多种食品成分近红外法测定建立光谱与多种成分的关系，多元回归例如大豆中水、

50、都蛋白质、淀粉脂质等光特性应用l 颜色和成熟度分析：（反射率，透光率，光密度差）都和叶绿素吸收有关。l 成分分析：谷物含水量、肉制品水分和脂肪含量 坚果种子含油量。红外线水分仪l 内部缺陷检测：鸡蛋血点、苹果水心、马铃薯空心。（反射率和透光率）l 自动分选和分级；马铃薯土块分离。12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率，牛奶脂肪含量等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4，自动化分选；如马铃薯和土块分离，颜色或熟度自动分级7.声学特性超声波检测超声波大于2

51、0KHz，听不见的声波叫超声波。优点：可以在各种不同媒质中传播，且能传播相当远的距离，穿透力强，能够实现非侵入式检测；（方向性强，能量集中）Ø 原理：超声波在媒质中传播的速度取决与媒质内部成分组成及其相互作用和媒质所处的外部环境因素（温度、压强等）Ø 利用超声波，食用油品质检测。Ø 声衰减：吸收衰减、散射衰减 Ø 利用声阻抗（声波反射）效应，测声速可以测量媒介的密度超声波检测的应用：1.高度检测 d=ct/2 （石油钻井，跨海大桥，打下去深度测量） 测返回所用的时间2 异物检测 o 这种声波在物料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺陷或被测物件的底面等）就会产生反射。o 这种反射现象可被用来进行超声波探伤 （除了回波法还有 穿透法） 声阻抗不同的异质界面，反射回来超声波的位置、幅度缺陷的位置、大致尺寸3.温度检测 o 声波返回的时间间隔t2d/co t与温度T具有良好的线性关系 o 每个超声温度计都需预先标定t对T的刻度曲线4.流速检测 （管道里的流量可以用声波测量，水表原理，水量，西气东输）超声波在运动介质中传播时，若界面向着声源运动，则反射波频率增高；界面背向声源运动时，反射波则频率降低。多普勒频移：n 反射波与入射波频率之差称为多普勒频移。v 频移的大小取决于相对