農(nóng)業(yè)工程概論(編輯修改稿)
2025-09-01 03:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 221 VCAP ??V?（１）阻力與阻力系數(shù) 根據(jù)因次（量綱）分析，流體的總阻力 C為阻力系數(shù)（一般由試驗(yàn)確定） 86 A為物體垂直于平面內(nèi)的投影面積 ㎡ ρ 為流體密度 g/cm3 V為流體和物體的相對速度 m/s 阻力系數(shù) : ????為雷諾數(shù)為系數(shù)eke RkaRaC,??VdRe ???VdRe ????????????數(shù)）流體的粘度（動粘滯系流體密度流體和物體的相對速度物體的特征尺寸??Vd87 88 動力粘度的定義（ P21） —— 單位面積、單位速度梯度時所受到的剪力。 AdhdvF?? 1PaS（帕 秒） =10P（泊：達(dá)因 S/cm2； 克 /cmS） =1000CP(厘泊；毫帕 秒 ) C=f(Re)的關(guān)系復(fù)雜，一般為 3~4個區(qū)域 ???????00紊流壓，摩擦阻力不可忽略形面阻力和摩擦阻力均層流區(qū)小域，形面阻力cba89 （２）物料在流體（形變介質(zhì)）中的臨界速度 （即 :重力 浮力 =阻力 時的相對速度 V0） ① 球狀物體 重力 — 浮力： 時 ? ? 2021 VCAPgWsss ??? ????????CAgV ss )(20???球體的體積和投影面積分別為 πd3/6 和 πd2/4， 一般情況下， C≈ 90 ???CgdVs )(1 5 ??② 非球狀物體 ※ 實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng) Re50,一般不規(guī)則形狀的物體的阻力系數(shù) C與球體的阻力系數(shù) C相差很?。ㄒ?P14.圖 112）。 ∵ 當(dāng)達(dá)到臨界速度時，不規(guī)則物體和當(dāng)量球體所受的重力和浮力相等，故二者的阻力也相等。 ∴ 工程中，先求當(dāng)量球體（質(zhì)量和密度相同的 球體）的臨界速度，然后加以修正 —— 求不 規(guī)則物體的臨界速度。即： 91 2020 2121??? ?? VACVACP ssss ??（當(dāng)量球體） ??????ACACVVACACVsssss202020 ???????KVACACVVsss000 ??92 Kψ—— 球形折合系數(shù)（形狀修正系數(shù)）， 13 給出了一般谷粒的 Kψ值。 谷物種類 水稻 小麥 高粱 玉米 大豆 Kψ 93 ③ 有限空間對臨界速度的影響 例如：物料在管道中 ， 使流體的通過面積減 小 、 周邊流速增高 、 產(chǎn)生局部阻力 （ 靜壓差 變大 ） ， 導(dǎo)致臨界速度減小 。 據(jù)烏斯呂斯基試驗(yàn) （ 鋼球 ） 得出經(jīng)驗(yàn)公式： ?????????????????200 1DdVV sD為管道直徑， ds為物體直徑， V0為無限空間 時的臨界速度。 94 ④ 群體物料（濃度）對臨界速度的影響 相互摩擦和碰撞，激起紊流，改變了混（液） 體的密度等，將導(dǎo)致臨界速度減小（是一個很 復(fù)雜的問題），錢寧對均勻沙粒所做實(shí)驗(yàn) 表明： ?)1(0on mVV ???單粒V0—— 單粒的臨界速度， m0—— 沙粒的體積濃度（實(shí)驗(yàn)值為 5~25%）， β值見 P15表 14。 ★ 此公式適用于非粘性粗粒泥沙 95 （二）物料流體動力學(xué)特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用 （１）清選分離中的應(yīng)用 氣流分選 P16，圖 11 1 1 17 （２）物料輸送中的應(yīng)用 ?????傾斜輸送水平輸送垂直輸送96 97 98 三、流變特性（ rheologic behaviour） （一）流變特性的某些特點(diǎn)： ?用應(yīng)力、應(yīng)變、時間三個參數(shù)描述； ?具有應(yīng)力松弛或蠕動（的表現(xiàn)）。 99 基本元件 ①彈性元件（彈簧 Spring ） 或 （卷簧的剪切公式） ?? E? ?? G?E t1 t2 t1 t2 ??t t （二）流變模型 100 ② 塑性元件（滑桿） 只要有變形，就有： P≥ F (即拉力大于等于最大摩擦力 ) 101 ③ 粘性元件（牛頓液體阻尼器） v?? ??? （即 應(yīng)力 等于 動力粘度 乘以 應(yīng)變速率 ） ???1t2ttt00102 粘彈性物料的流變模型 ①麥克斯韋爾模型（ Maxwell 實(shí)質(zhì)是流體模型） ※ 應(yīng)力相等，應(yīng)變相加。（ 121） E?H?N??)( t?000?e0?M?ttMtet?????0)(應(yīng)力松弛（ stress relaxation)時間： 000 ,0???????EσeEMt??????EM?? ?應(yīng)力松弛至初始應(yīng)力的 1/e時所需的時間 103 104 ② 開爾文模型（ Kelvin 實(shí)質(zhì)是固體模型，如紡 織、塑料繩等） 應(yīng)變相等，應(yīng)力相加。彈簧的運(yùn)動是非線性的（延遲彈性變形）。 （ 12 23） 彈性滯后時間： （ retardation elasticity） ?E?0?0?00??1t1tK?K????)1()( Ktet ????? ??應(yīng)變達(dá)到最終應(yīng)變的（ 1－ 1/e）時所需的時間 EM?? ?dtdtEt ???? ?? )()(105 106 典型粘彈性體的受力與變形 015003000450060007500YRLLstrainti me o r di stan ce Y點(diǎn)屈服點(diǎn) (yield point) 屈服強(qiáng)度（ elastic limit）：直線 O－ LL段的斜率， LL點(diǎn)稱作彈性極限點(diǎn)； R點(diǎn)稱為破斷點(diǎn)：引起物質(zhì)破碎或斷裂的點(diǎn)。 107 ③ 其他模型 A、 廣義麥克斯韋爾模型：多個麥克斯韋爾單體并聯(lián) ，主要描述復(fù)雜的應(yīng)力松弛現(xiàn)象 。 廣義麥克斯韋模型 108 B、 廣義開爾文模型：多個開爾文單體 串聯(lián) ，主要描述具有一個以上松弛（或延遲）時間的物 。 109 C、 伯格斯模型（ Burgers）：在外力作用下，同時呈現(xiàn)出瞬時彈性變形、延遲彈性變形和粘性流動的性質(zhì)。是用來預(yù)測物料蠕變特性最著名的流變模型之一。 110 D、賓漢模型（ Bingham ） ： *用來表描述外力超過屈服應(yīng)力時，物料才開始流動的現(xiàn)象。如：粘泥、果醬、油漆等。 E0?0??00?1t 2ttt111 （三）流變特性的應(yīng)用 （ １ ） 調(diào)節(jié)和利用物料的表觀粘度 （ 指非牛頓 液體在不同剪切速率或剪切應(yīng)力下動力粘度） 倚時性 非牛頓液體具有 觸稠性 （ 如肉丸 ） 和 觸稀性 的特點(diǎn) 。 在某一剪切應(yīng)力 τi作用 下，非牛頓液體的粘度 為： itgiii ??????112 （２）物料品質(zhì)檢驗(yàn) 純蜂蜜和假蜂蜜的粘度不同；牛奶的粘度與脂肪含量成比。 （３）利用粘彈性物體拉伸后回縮的特性進(jìn) 行?？谠O(shè)計(jì)（ 124） 113 四、摩擦特性 （一）固體物料的摩擦 庫侖定律：摩擦力 （１）正壓力的影響：影響凹凸不平的平面上 凸峰的變形 —— →F 的變化。 （２）速度的影響：①物料變形；②磨掉芒毛 → F↑↓ ；③產(chǎn)生靜電等。 fPF ?114 （３）水分的影響：含水物料與鋼板（一般 為不易吸水材料）等接觸時，會產(chǎn)生粘附 力 μ ，則 . 其他影響 ：滑動摩擦角、物料的方向性、塵埃等 影響。 fPF ?? ?（二）流動物料的摩擦： 指流體與非流體以及各流體層之間的剪切應(yīng)力。某些流體的粘度值見 16 （三）散粒物料的摩擦 內(nèi)摩擦角?r? r?休止角 越大，散落性就越小 ， 115 內(nèi)摩擦角就越大。 （ ※ 內(nèi)摩擦角 —— 反映散粒物料間摩擦特性和抗剪強(qiáng)度的參數(shù)） （四）摩擦特性的應(yīng)用 （１）改變物料的運(yùn)動狀態(tài)，剎車片、千斤頂、 地輪（減少打滑）、禾稈夾持等。 （２）合理設(shè)計(jì)料倉。 （３）評定物料質(zhì)量：休止角。 116 117 167。 4農(nóng)業(yè)物料的熱特性 一、熱量的傳輸過程 ???????的輻射因溫度差而產(chǎn)生電磁波—輻射釋放的過程吸收程中攜帶熱能的物質(zhì)運(yùn)動過—對流物料的接觸，分子之間—傳導(dǎo)/二、農(nóng)業(yè)物料的具體熱特性 （一）比熱：單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度每
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