农业物料物理特性及其应用
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农业物料学读书报告——农业物料电特性的应用与分析在大学本科的第三学年,我开始学习农业物料学:在此之前,我对农业物料学的感官认识就是它是一门专门研究农作物,或者说是专门研究加工农业物料的方法的一门学科。
通过半个学期的学习,我逐渐了解到——农业物料,不只是单纯的农作物或者农具,与农业工程直接有关的物料,都属于农业物料,除农产品等有机物外,尚包括土壤、化肥、农药等无机物。
它们都是农业工程中的生产、加工和处理对象。
农业物料学研究农业物料的物理特性,它是运用近现代物理学理论、技木和方法,研究农业物料的物理性质以及各个物理因子和农业物料相互作用的一门边缘交叉学科。
它是物理学、工程学科和生物学各学科之间的桥梁,也是农业工程学科的基础。
特别是农业物料的电特性与现代电子技术结合起来在现代生活中的应用,不仅方便了人们的日常生活,提高了生活质量,更是为人们更好的应用农业物料提供了更加便捷的途径和方法。
农业物料电特性应用之一——植物电位差判损伤上课过程中,体会较深的就是老师提到的关于“植物损伤电位差”这一种基本的生物电现象,植物损伤后与其完整部位之间存在电位差,其数值大小随损伤组织的情况而变化。
损伤电位一般都随着组织损伤时间的延长而逐渐降低,这表明损伤电位是活组织的一种生物学特性,反映组织浆膜的一种固有的电学性质。
损伤电位的大小随损伤点的距离增大而减小。
当植物体受机械的、化学的或热的刺激时,均会产生电位差。
受刺部位一般是负电位,电反应的幅度决定于刺激强度。
研究证明:在细胞膜受损伤(细胞膜破裂)的情况下,损伤处的细胞液内外流通,损伤处的膜电位消失。
因此,正常部位与损伤部位之间就呈现电位差,称为损伤电位(或分界电位)。
植物组织受到曲、折(机械刺激),可引起几十毫伏的负电位反应。
切开的马铃薯和番茄中也能发现。
所以通过判断植物组织两端的电位强度就可以判断植物是否已经受到损伤。
农业物料电特性应用之二——种子的电处理电处理是指为了一定目的对物料施以电能的过程。
二、农业物料的机械特性农业物料力学特性涉及农业物料的流动力学、流变力学、散粒体力学及流体动力学以及接触应力、撞击载荷、摩擦及空气动力特性等等。
它是指在农产品加工、储存、包装及运输过程中所受力而体现出的以上各种特性,如冲击、振动、松弛、粘附和变形等。
(一)农业物料的流变特性及其应用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。
马小愚等人研制了一个物料流变性质测试系统,通过微机测试软件进行软件处理获得必要的流变性质参数。
为脱水蔬菜工艺做了青刀豆挤压的研究,做了水稻、大豆茎秆弯曲试验,均取得了一定的成效。
他们还对东北地区大面积生产的几个品种大豆与小麦子粒进行了流变学性质的试验研究,给出了性能数据及有关影响因素。
物料流变还涉及到面粉、果冻、面团、黄油和香肠等。
它们与加工过程中的切断、搅拌、混合和成型等有密切关系。
福建农学院的陆则坚等人对紫云英蜂蜜和白砂糖溶液以及二者的混和液进行许多试验,建立了流变体模型,并把温度和浓度对粘度的影响进行了分析,提出了用测粘度的方法鉴别紫云蜜是否掺水和掺糖。
赵杰文等研究了, 种鱼糜(鲤鱼、草鱼、鲢鱼)的流变特性,建立了流变模型,提出了鱼糜粘度随水分含量变化的关系方程。
粘度对鱼糜制品的成型及口感有极大影响,这个研究对鱼糜制品工业起到了重要作用。
(二)农业物料的流体动力学特性及其应用流动的液体在有固体存在时,液体将发生绕固体表面的绕流,液体与固体之间产生作用力。
临界速度在液体输送和物料分离方面作为物料的重要特性加以应用。
它是指物料从静止的液体中自行下落,最终达到匀速向下运动。
物料的清选是根据物料中各组成部分的阻力系数或临界速度的不同而完成的,各组成部分的阻力系数或临界速度不同,流体对其作用力不同,运动规律也不同,从而把不同组成成分分别收集起来。
例如气力输送装置,用于谷粒、草料或者面粉的输送,利用气流可以实现对颗粒物料的输送。
陈美兰等人研制出了一种新型清理设备,广泛应用于各面粉厂、饲料厂及碾米厂等从颗粒原料中分离灰尘、皮壳、碎粒及轻杂质。
浅谈农业物料力学特性发展摘要:农业工程是实现农业现代化的重要物质基础和保障,也是建设现代农业和社会主义新农村最关键的科学技术领域之一1。
随着农业工程技术的应用和发展,农业物料力学在农业工程领域中也得到了广泛应用,农业物料力学的理论、实验、应用等方面在农业工程领域中得到了广泛应用。
本文简述农业物料力学的发展过程,以及固体农业物料的力学性质在理论、实验等方面的研究发展。
关键字:农业物料;力学特性;研究进展;1.引言农业物料是指农业生产和农产品加工的对象,它包括动、植物以及以它们为原料加工的半成品和成品,如谷物、蔬菜、水果、肉、蛋奶、皮毛等2。
农业物料力学特性包括固体物料的应力—应变规律、冲击、振动、屈服强度、硬度、蠕变、松弛和流变等特性。
散粒体物料的摩擦、粘附、变形、流动、离析等特性。
液体物料的流体力学特性、流变、黏性、黏弹性等特性。
声学特性和超声波特性。
所以深入研究农业物料的力学问题显得尤为重要,这对于农业物料的采摘、加工、运输、储存、包装及相关机械设计的研究设计有着重要的作用。
国内外学者对此进行了广泛深入的研究,研究成果在农业工程中得到了大量的应用。
2.固体农业物料的力学特性研究与应用固体物料力学特性研究发展较早,在国外,20世纪60年代就引起了重视,美国宾夕法尼亚大学N.Mohsenin教授总结了各方面取得的研究成果,于70年代至80年代中期写出了“动植物物料物理特性”一书,为该学科的发展奠定了基础3。
国内起步则稍晚一些,80年代以后,几所大学及研究所展开了相应的研究。
到目前为止已经获得了很大发展,取得了不少成果。
固体物料涉及到流变力学特性,固体物料流变特性在生产、质量控制和研制开发新产品中有着重要作用。
2.1固体农业物料的常规力学特性研究固体农业物料的常规力学性质可得到在工程分析和设计中有参考价值的数据。
由于原料在运输和加工时一般以自然状态承受各种机械作用,所以开展完整形态下物料力学特性的研究有着重要的理论价值和现实意义。
物理农业应用技术简介一、育种空间电场育种法:以水稻、小麦田为例,在种子由溶胶态转化为凝胶态的过程中,田间的空间电场可将电能以种子内胚蛋白胶体(也称蛋白偶极子)有序排列的形式贮存,收获后的种子贮存一段时间后其发芽势、发芽率、活力均好于自然界条件下生产的种子。
电磁场处理种子法:直流电晕电场种子处理技术、直流电晕电场与烟气吸附种子处理集成技术、等离子体种子处理技术等均可提高种子活力,其机理包括:电晕产生的二氧化氮吸附并渗透于种子表层,其后硝酸根离子的刺激发芽壮苗作用;胚蛋白、胚乳凝胶态极化贮能,其后形成的吸水能力的提高。
二、杀虫及昆虫隔离土壤电灭虫:通过土壤放电杀灭土壤害虫,如根结线虫、蛴螬、韭蛆、地老虎等。
杀虫灯:通过昆虫的趋光性,引诱昆虫扑灯而电击灭虫、液体溺虫。
可溶性物理杀虫粉:利用驻极体粉物理极化特性溶解昆虫粘膜,致其脱水而亡,同时堵塞呼吸孔使害虫窒息而死。
黄、蓝诱虫板:利用昆虫趋黄色、蓝色特性,涂以粘虫胶而杀虫或电网击杀。
网隔离法:利用防虫网隔离。
三、灭菌空间电场防病灭菌:净化空气降低空气微生物浓度,除菌和切断传播渠道;电离空气形成强氧化剂,如原子氧、氮氧化物灭菌;增强作物长势,提高抗病力。
等离子灭菌:电离空气产生强氧化剂,如原子氧,灭菌消毒能力强。
土壤放电灭菌:放电形成强氧化剂灭菌消毒。
四、动植物培育设施等的除臭空间电场:用于动植物培育设施的臭味消解,原理也是净化空气,降低空气微生物浓度;电离空气形成强氧化剂分解臭气物质。
等离子体:电离放电形成大量强氧化剂用于动植物培育设施、有机肥厂等臭气分解,分解效果非常理想。
五、动植物生长调控(主要是电气栽培技术)空间电场调控植物生长:促进光合作用,提高二氧化碳的吸收效率;通过调节钙离子调节植物的多种新陈代谢过程,提高产量和品质,预防生理性病害,如缺钙引起的生菜焦边症、白菜心腐病等;提高根际氧含量,用于漂浮栽培可大幅度减少营养液循环费用,能够实现非循环节能的静液栽培;空间电场与二氧化碳同补技术生产水果花萝卜、大幅度提升蔬菜果品产量和含糖量等品质。
农业物料电学特性及其在农业科学中的应用前景农业机械化及其自动化2014级一班赵宗坤摘要:通过对国内外农业物料电学特性研究资料的分析,表明物料的电学特性呈现出较为复杂和多变的特点,在测量中应采用适宜的等效电路及相应的测量系统农业物料的电学特性参数如电导、电阻抗、相对介电常数、相对介质损耗因数等与农业物料的品质及生物组织的生命活力存在一定相关性。
农业物料电学特性的研究在农业生产和农产品加工、贮藏等方面其有广阔的应用前景。
关健词:农业物料电学特性应用前景农业物料指农业生产和加工的对象,如谷物、果蔬、动植物体等。
农业物料的电学特性分为两类,一类是研究物料内部存在的某种能量而产生的电位差。
另一类是指影响物料所在空间的电磁场及电流分布的一些特性,如电阻、电导、介电特性等川。
国内外农业物料电学特性的研究起步较早,如美国、日本、前苏联等国对农业物料的研究高度重视,从0年代起就开展了大量的研究工作,特别是近0年来采用了微电脑、有限元等先进技术和方法,已形成了研究、开发、应用有机结合的完整体系。
我国在此领域的研究由于种种原因,于0年代初期才开始恢复,目前尚处于探索阶段,对农业物料电学特性形成的微观机制、测试方法及手段等方面的研究还存在一定差距。
随着农业生产由传统经营方式向规模化、机械化、自动化的推进,农业物料物理特性的研究、开发和应用,将是现代农业研究的必然要求。
本文的目的是为农业生产、农产品加工的研究提供一个可资借鉴的物理方法,同时也为基础理论应用的研究提供一个新的连接点和领域。
以下主要就第二类电学特性进行分析说明。
农业物料的电学特性参数农业物料的电阻抗是指生物组织(包括器官)和细胞的电阻抗。
生物膜是细胞进行生命活动的重要结构基础,许多生命活动都是在膜上进行的。
膜的绝缘性较高,阻隔着膜两侧离子的扩散,但对某些离子又很易通过。
因此,膜除具有电容性质还具有电阻性质。
生物膜可用电阻、电容并联电路来模拟,生物组织也具有电阻抗特性。
浅谈农业物料力学特性发展摘要:农业工程是实现农业现代化的重要物质基础和保障,也是建设现代农业和社会主义新农村最关键的科学技术领域之一1。
随着农业工程技术的应用和发展,农业物料力学在农业工程领域中也得到了广泛应用,农业物料力学的理论、实验、应用等方面在农业工程领域中得到了广泛应用。
本文简述农业物料力学的发展过程,以及固体农业物料的力学性质在理论、实验等方面的研究发展。
关键字:农业物料;力学特性;研究进展;1.引言农业物料是指农业生产和农产品加工的对象,它包括动、植物以及以它们为原料加工的半成品和成品,如谷物、蔬菜、水果、肉、蛋奶、皮毛等2。
农业物料力学特性包括固体物料的应力—应变规律、冲击、振动、屈服强度、硬度、蠕变、松弛和流变等特性。
散粒体物料的摩擦、粘附、变形、流动、离析等特性。
液体物料的流体力学特性、流变、黏性、黏弹性等特性。
声学特性和超声波特性。
所以深入研究农业物料的力学问题显得尤为重要,这对于农业物料的采摘、加工、运输、储存、包装及相关机械设计的研究设计有着重要的作用。
国内外学者对此进行了广泛深入的研究,研究成果在农业工程中得到了大量的应用。
2.固体农业物料的力学特性研究与应用固体物料力学特性研究发展较早,在国外,20世纪60年代就引起了重视,美国宾夕法尼亚大学N.Mohsenin教授总结了各方面取得的研究成果,于70年代至80年代中期写出了“动植物物料物理特性”一书,为该学科的发展奠定了基础3。
国内起步则稍晚一些,80年代以后,几所大学及研究所展开了相应的研究。
到目前为止已经获得了很大发展,取得了不少成果。
固体物料涉及到流变力学特性,固体物料流变特性在生产、质量控制和研制开发新产品中有着重要作用。
2.1固体农业物料的常规力学特性研究固体农业物料的常规力学性质可得到在工程分析和设计中有参考价值的数据。
由于原料在运输和加工时一般以自然状态承受各种机械作用,所以开展完整形态下物料力学特性的研究有着重要的理论价值和现实意义。
水稻物料特性的研究与应用的研究情况摘要:水稻是我国的主要粮食作物之一,我国水稻种植面积十分的广阔。
近些年来有很多关于水稻物料特性的研究,主要服务于水稻的机械化生产。
本文概要的简介了这些研究的情况。
并提出自己对水稻物料特性研究的一些看法。
关键字:水稻物料特性研究情况我国是水稻大国,水稻种植面积占世界水稻种植面积的20%,总产量占世界的34%,居世界第一。
同时水稻也是我国的主要粮食作物。
我国的粮食作物主要有水稻、小麦、玉米等,水稻种植面积占全国耕地面积的1/4,稻谷产量约占粮食产量的40%以上,其中约有90%的稻田分布在南方。
水稻的机械化生产与国计民生休戚相关,历来受到国家重视。
近些年来,有关水稻种子物料特性和水稻机械化的研究很多。
在物料特性方面有种子物料特性、芽种物料特性、包衣种子物料特性等相关研究。
在机械化方面,有排种器技术,直播技术、育苗移栽技术等。
同时也有很多加工储藏物料学特性方面的研究,比如水稻热特性和爆腰抑制等。
还有部分研究从基因学和遗传学的角度对水稻的物料特性形成进行了解释。
本文主要介绍相关的研究内容和研究结果,并对这些内容和结果做概要总结,便于研究人员进行参考。
若对实验结果有疑问,请参照原文。
一、稻种的相关实验测定研究1. 东北农业大学的郭胜等做了《除芒稻种摩擦特性测定》。
以东北农业大学培育的四种稻谷品种为实验材料,分别测定稻谷种子除芒前、后滑动摩擦角、休止角、内摩擦角。
2. 郴洲职业技术学院的李雪珍等做了《杂交水稻种子物料特性的实验研究》,对汕优63在干、湿、露白三种状态下的播种特性和物理机械特性进行了研究,并提出在农机与农艺相结合的前提下改进农艺措施实现干谷直接播种的建议。
3. 吉林农业大学和吉林大学的袁月明等人做了《水稻芽种物料特性的研究》,以农大19号、农大13号、农大10号为实验材料,对吉林省生产中常用的3个不同品种水稻芽种的几何尺寸、内摩擦角、休止角、滑动摩擦角、悬浮速度及密度、千粒重进行了测试,为水稻芽种气吸排种器的设计提供依据。
农业物料的工程性质概述农业物料的工程性质概述如下:1. 物理性质:农业物料的物理性质包括颜色、形状、大小、重量、密度等方面。
这些性质可以影响物料的流动性、堆积性、贮存性等工程特性。
例如,粒状物料的颗粒大小、形状和分布会影响物料在输送和堆积过程中的流动性和堆积稳定性。
2. 组成成分:农业物料的组成成分是指其化学成分和含量。
不同物料的化学成分差异较大,如农作物的种子含有丰富的油脂、蛋白质和淀粉,而土壤中含有丰富的无机盐和有机物。
物料的组成成分决定了其性质和用途。
针对不同的需求和应用,农业物料的组成成分也会进行调整和改进。
3. 热学性质:农业物料的热学性质包括热传导性、比热容和热膨胀系数等。
这些性质会在物料的加热、降温和蒸发过程中起着重要作用。
例如,在农业领域中,了解物料的热传导性能可以帮助调控温室内的温度和湿度。
4. 湿润性:农业物料的湿润性是指其与液体接触时的润湿程度。
不同物料对液体的润湿性不同,这会影响到物料在湿润环境下的流动性、吸附性和粘附性。
例如,农作物种子的湿润性决定了种子在灌溉和施肥过程中的吸水和吸肥能力。
5. 压缩性:农业物料的压缩性是指物料在受力作用下的不可逆性体积变化。
压缩性可以通过测量物料的体积变化和应力来评估。
研究物料的压缩性有助于了解物料在贮存、输送和加工过程中的变形和崩解行为。
总的来说,农业物料的工程性质是指其在工程应用中的物理、化学和热学等方面的特性。
通过对这些性质的研究和了解,可以更好地设计和改进农业物料的贮存、输送和加工工艺,提高农业生产效率和质量。
农业物料的工程性质概述随着农业生产的不断发展,对农业物料的工程性质要求也越来越高。
了解和研究农业物料的工程性质,对于改进农业生产工艺、提高生产效率和质量具有重要意义。
农业物料的工程性质主要包括物理性质、组成成分、热学性质、湿润性和压缩性。
首先,物理性质是农业物料工程性质的基本方面。
物理性质涵盖了农业物料的颜色、形状、大小、重量和密度等。
农业物料特性论文专业农业机械化及其自动化班级农机091学号080803110428学生姓名常冬2011年4 月10 日目录一、引言…………………………………………………………………………( 3)二、农业物料的机械特性 (3)(一)农业物料的流变特性及其应用 (3)(二)农业物料的流体动力学特性及其应用 (4)三、农业物料的热特性 (4)四、农业物料的电特性和磁特性和磁特性 (5)(一).农业物料的电特性和磁特性 (5)(二)农业物料电特性和磁特性在农业工程中的应用 (6)(三)结语 (7)五、农业物料学 (8)参考文献 (8)论农业物料特性常冬一、引言农业物料学,或称农业物料物理特性学,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以及各个物理因子和生物物料相互作用的一门边缘学科。
它已经成为农业工程方面一门重要的应用基础理论学科,这一学科的形成与发展,是农业工程学科领域深入发展的标志之一,同时,它也为农业工程学开拓了一个新的研究领域,对工农业生产有着重要意义。
本学科研究内容属于物理学范畴,主要研究物料的物理特性,或与工程措施直接有关的工程特性,其中包括力学、热学、光学及电特性和磁特性等。
农业物料是农业工程处理的具体对象。
他们的物理机械特性、热特性、电磁及辐射性质,以及某些生物学特性直接关系到田间工作、加工、贮存、运输等农业作业的工艺和设备选择及设计、农产品产量和质量的提高及评估方法,以及农业环境保护、农村能源开发利用等工程措施的实施。
只有深入了解农业物料的这些性质才能恰当地采取工程措施,正确地进行工艺和设备的选择及设计。
有些农业机械的机构、农业检测控制仪表的工作机理就是利用农业物料的某些特殊性质设计的。
二、农业物料的机械特性农业物料力学特性涉及农业物料的流动力学、流变力学、散粒体力学及流体动力学以及接触应力、撞击载荷、摩擦及空气动力特性等等。
总结上节第一章农业物料的基本物理特征农业物料的基本物理特征,主要包括物料的单元素尺寸、综合尺寸、外观形状、表面积、体积、密度、孔隙比等。
第一节形状、大小和分布一尺寸和形状1 尺寸长(L )——平面投影图中最大的尺寸;宽(B )——垂直于长度方向的最大尺寸;厚(T )——垂直于长、宽方向的直线尺寸。
一尺寸和形状2 形状2.1 图形比较法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。
2.2 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。
2.3 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。
(1)圆度圆度(roundness):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。
r min ——最大投影面积图形上类球体的最小曲率半径;R p ——最大投影面积图形上类球体的平均半径(等面积半径)A p ——类球体在自然放置稳定状态下的最大投影面积;A c ——类球体在自然放置稳定状态下的最大投影面积的最小外接圆面积pmin R r R r =cp A A R d =NRr R i d ∑=2.3 形状指数(2)球度球度是表示物体实际形状和球体之间的差异程度。
ce p d d S =1S p1——球度,%;d e —与实际物体体积相等的球体的直径,m ;d c —实际物体最小外接球直径或物体的最大直径,m 。
ci d d S =p2S p2——球度,%;d i —类球体的最大投影面积图形的最大内接园直径,m ;d c —类球体最大投影面积图形的最小外接圆直径,m 。
二面积和体积物体各向尺寸之间的数字关系取决于物体的形状。
物体各向尺寸之间的无量纲组合,称为形状因数,如长宽度(L /B )、扁平度(B /T ) 。
物体各种尺寸与其面积或体积之间的关系称为形状系数,是表示物体实际形状与球形不一致程度的尺度,如面积形状系数、体积形状系数。
2021分形理论在农业物料力学特性研究中的运用范文 0、引言 农业物料物理特性是以与农业工程直接相关的各种农产物料(包括植物和动物物料以及以它们为原料加工的半成品和成品)为对象的农业物料的基本物理参数及力学、光学、电学等特性。
农业物料物理特性的研究对其机械化生产、加工、运输、储藏过程以及产品质量评定等方面都具有重要的意义。
其中,农业物料的力学特性与农作物的种植、收获、运输、加工等过程更是紧密相关,在农作物机械化设备设计与改进的过程中,其力学特性是需要参考的重要依据之一。
分形是一种新的数学理论,分形理论以其处理复杂不规则图形、图像的优势被广泛应用。
随着分形理论研究的深入和应用领域的扩展,分形理论为农业物料物理特性的研究提供了新思路和新方法,在农业物料的表面形貌特征的表征、孔隙率、流动性、应力应变特性等方面均有研究,在农业物料物理特性研究中有着广阔的研究和应用前景。
1、分形与分形维数 分形的概念是由Mandelbrot 于 20 世纪 70 年代提出的,研究对象为自然界的各种不规则现象。
一个分形对象就是一个粗糙的或零碎的几何形状,它可以被分成若干部分,且每一部分都(至少近似地) 是整体形状的一个缩小尺寸的复制品。
相对于传统的欧几里得几何,分形几何更能展现出几何图形的复杂性。
例如,在欧几里得几何中,直线和曲线的维数均为1;在分形几何中,直线的分形维数为 1,而曲线的维数则根据曲线的复杂程度,其分维值则在 1 ~ 2 之间。
由此可以看出,分形为认识和分析复杂不规则现象提供了一种行之有效的方法,因此被广泛应用于自然科学和社会科学的众多领域。
分形被认为是 20 世纪数学科学的重要发现之一。
判断一个对象是否具有分形形态的重要依据是该对象是否具有无标度性、自相似性或者自仿射性的特征。
即在不同的尺度上,将该对象的任何一个局部区域进行放大或者缩小,其形态和复杂程度等不发生变化。
物理过程或是自然现象中的分形特征往往是近似自相似或统计自相似的。