農業物料特性研究是農業機械設計、農產品檢測、農業物料包裝和儲存保鮮技術的研究基礎，在現代農業發展中具有重要的理論和實踐意義。本書從近代物理學理論、技術和方法運用的角度出發，重點介紹了農業物料力學、熱學、光學及電學特性，為物料特性參數的選取和確定提供了科學的研究方法和測試依據。 本書可作為農業機械化及其自動化、生物工程、食品科學與工程、包裝工程、物流工程等專業本科生的學習用書，也可供科研人員、工程技術人員、相關專業研究生和教師學習工作時參考。
適讀人群 ：本書可作為農業機械化及其自動化、生物工程、食品科學與工程、包裝工程、物流工程等專業本科生的教學用書，也可供科研人員、工程技術人員、相關專業研究生和教師作為參考。內容權威、系統全面。
馬云海，吉林大學生物與農業工程學院，教授，近年教學方面本人主講的課程有：農業物料學等。主持與參加19余項國家省部項目，先后發表論文近50篇，其中SCI、EI收錄30篇。獲授權國家發明專利15件，并已實施，等等。正在參加的科研項目為國家自然科學基金項目“生物纖維增強低樹脂摩擦材料的結構仿生及摩擦學行為”、教育部新世紀優秀人才支持計劃項目“仿生表面耦合設計與試驗研究”等。獲2011年度教育部高等學校優秀成果獎技術發明二等獎，本人排名為第2位，題目：“農業機械土壤工作部件節能增效仿生技術”、2013年度吉林省技術發明一等獎，本人排名為第2位，題目：“仿生幾何結構表面技術及其在農業機械中的應用”等等。
第一章緒論
一、研究對象與任務001
二、農業物料與工程材料的區別001
三、農業物料學的進展與應用001
四、本課程的主要內容001
第二章農業物料的基本物理參數
第一節形狀和尺寸表示法004
一、圖形比較法004
二、類似幾何體表示法005
三、軸向尺寸表示法006
四、粒徑表示法006
第二節密度測量法009
一、密度的定義009
二、密度的測量010
三、農業物料的密度014
第三節孔隙率和表面積測量法015
一、松散物料的孔隙率及測量015
二、農業物料的表面積及測量016
三、松散物料的比表面積及測量017
第四節含水率定義和表示法018
一、農業物料的含水率018
二、水的活性019
第三章固體農業物料的流變特性
第一節理想物體的流變特性021
一、理想彈性體的基本力學特性022
二、理想黏性體的流變特性023
三、理想塑性體的流變特性024
第二節黏彈性024
第三節流變模型和流變方程式025
一、單要素模型025
二、麥克斯韋模型（Maxwell model）026
三、開爾文模型（Kelvin model）028
四、多要素模型029
五、廣義模型031
第四節固體農業物料的流變性質及其測定035
一、農業物料力?變形關系曲線035
二、農業物料的彈性參數測定036
三、農業物料的彈塑性參數及測定040
四、農業物料的黏彈性參數及測定041
五、農業物料的模擬試驗047
第四章液體農業物料的流動特性
第一節液體農業物料的分類及其流動特性050
一、牛頓流體及其黏度051
二、準黏性流體和表觀黏度052
三、塑性流體和準塑性流體054
四、觸變性流體和膠變性流體055
五、黏彈性流體056
第二節液體農業物料流動性質測定057
一、細管法流動特性測定原理057
二、旋轉法流動特性測定原理063
三、振動法確定黏彈性液體的流動特性068
第五章農業物料的流體動力學特性
第一節阻力和阻力系數069
一、球體的阻力系數070
二、平板的阻力系數071
三、其他形狀物體的阻力系數071
第二節臨界速度072
一、計算法確定物料的臨界速度072
二、查表法確定物料的臨界速度074
三、實驗法確定物料的臨界速度076
第三節物料動力學特性在農業工程中的應用078
一、農業物料的清選和分離078
二、氣力輸送080
三、水力輸送082
第六章農業散粒物料的力學特性
第一節概論084
第二節散粒物料的摩擦學特性087
一、滑動摩擦角087
二、滾動穩定角090
三、休止角090
四、內摩擦角092
第三節散粒物料的力學特性096
第七章農業物料的熱學特性
第一節傳熱的基本形式102
一、熱傳導102
二、熱對流104
三、熱輻射106
第二節農業物料的熱學特性參數107
一、農業物料的比熱108
二、農業物料的熱導率110
三、農業物料的導溫系數113
第三節在農業工程中的應用114
一、熱學特性的測量114
二、農業物料的干燥118
三、農業物料的冷卻120
第八章農業物料的光學特性
第一節農業物料與光的特性122
一、光的本性123
二、光的透過與吸收123
三、光密度124
四、光反射特性124
五、熒光和延遲發光特性124
六、光的擴散現象124
七、光的散射125
八、光的色散126
九、光傳輸模型126
第二節農業物料的光學測定原理與方法127
一、透光特性的測定127
二、反射光特性的測定130
三、延遲發光特性的測定131
四、近紅外測定132
第三節農業物料光學性質的工程應用134
一、顏色和成熟度分析134
二、物料化學成分的分析135
三、農產品損傷缺陷檢測137
四、自動分級和分選138
五、水果和蔬菜品質無損檢測141
第九章農業物料的電學特性
第一節基本概念143
一、電阻和電導143
二、介電特性144
三、靜電特性146
四、生物電147
第二節農業物料電學特性的測定147
一、農業物料的介電特性147
二、農業物料介電特性的測定150
三、農業物料其他電學特性及測定152
第三節在農業工程中的應用154
一、含水率的測定154
二、介質的加熱和干燥154
三、農產品質量評定的控制155
四、種子的電處理156
參考文獻158
農業物料是指在種植、養殖及其產品加工中涉及的各種有機體，包括植物物料及產品——根、莖、葉、種子和果實，動物物料及產品——肉、骨、蛋和奶等。研究農業物料的物理參數、力學、熱學、光學和電學特性，對于采用相關技術手段進行播種、收獲、清選、輸送、干燥、冷凍、儲存和品質檢測等農業裝備設計、農產品加工和質量控制具有重要的意義。農業物料的研究歷史悠久，早在1893年，美國的科研工作者已開始對農作物、水果及食品的物理特性進行研究，但早期研究在當時的技術條件下沒有得到很好的發展。到20世紀60年代初期，由于美國水果及蔬菜生產機械化的發展，亟需了解水果及蔬菜的物料特性作為農業機械裝備的設計依據，農業物料的研究逐漸得到重視，美國農業工程協會將物料物理學性質列為一項研究分支，并且定期開展學術活動。
近幾十年來，隨著科學技術的迅速發展，美、日、歐等對物料性質的研究更加重視，并開展了大量的工作，由于計算機及現代測試技術等的發展和應用，農業物料的測試精度和理論分析水平有了顯著提高，逐步形成一門多學科交叉的新興學科——農業物料學。農業物料學是運用近代物理學理論、技術和方法，研究農業物料物理性質以及各個物理因子和生物物料相互作用的一門交叉學科。它是物理學、工程學科和生物學各學科之間的橋梁，也是生物系統工程、農業工程、食品科學工程等學科的基礎。農業物料學因其涵蓋了各研究領域所涉及的物料特性研究問題，重要性已經逐漸被我國各大院校所認識，在研究生招生目錄中列有該考試科目。20世紀80年代，吉林大學張守勤教授曾與東北農業大學馬小愚教授合編一本《農業物料學》內部教材，該教材是當時全國農業工程類專業的重要教材之一。中國農業大學的周祖鍔教授以此教材為藍本，于1994年編寫并正式出版了《農業物料學》，該書現在仍是國內高校碩、博研究生的參考授課教材。但由于該教材編撰年代久遠，很長時間沒有再版，在內容上已經跟不上現代物性檢測新方法和新技術的發展，不能滿足對學生培養的要求。因此，我們在原有參考書的基礎上，根據近年來本科生和研究生課堂教學的經驗和積累，收集并整理了現有資料和研究成果，組織編寫了本書。在內容選取上，本書以農業物料的物理性質研究為線索，介紹了農業物料的基本物理參數及測定方法、力學、流變、熱學、光學和電學等物理作用下所表現出的特性，綜合考慮了讀者理論基礎和大學教學方式，以期將農業物料測試的新理論、新技術和新方法引入相關教學和科研之中。本書由吉林大學馬云海任主編，佳木斯大學張金波、太原理工大學吳亞麗任副主編，權龍哲、郭麗、莊健、張東光參與了本書的編寫。全書由馬云海統稿。本書被列入吉林大學本科“十二五”規劃教材項目，并在編寫過程中得到了許多專家的指導和幫助，在此表示衷心的感謝。對于農業物料特性的研究正在深入開展，現代測試技術的發展也日新月異，本書涉及的研究內容具有較大的探索空間，仍需要在實踐中不斷完善。由于筆者知識有限，書中疏漏和不妥之處在所難免，誠望讀者提出批評和指正。
編者
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