中国石油大学(华东)渗流力学实验报告 水电模拟实验

水电模拟渗流实验

一、实验目的

1.掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数。

2.测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解。

3.测定生产井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。

二、实验原理

1、水电相似原理

利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。

多孔介质中流体的流动遵守达西定律：

()q K

v grad p A μ

=

=- (1) 式中，v —流速，m/s ；q —流量，cm 3

/s ；A —渗流截面积，cm 2

；K —渗透率，2

m μ；

μ—流体粘度，s mPa ?；P —压力，0.1MPa 。

通过导体的电流遵守欧姆定律：

()I

grad U S

δρ=

=- (2) 式中，ρ为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；δ-电流密度，安培/cm 2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm 2。

均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程：

()0K div grad P μ??

= ???

(3) 均匀导体中电压分布方程：

()()0div grad U ρ= (4)

对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。

2、水电相似准则

物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。

各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。水电模拟各相似系数定义如下：

1）几何相似系数

模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。即：

()()m

l o

L C L =

(5) 任意点的几何相似系数必须相同。 2）压力相似系数

模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。即：

()()m p o

U C P ?=

? (6)

3）阻力相似系数

模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。即：

f

m

r R R C =

(7) 4）流动相似系数

模型中电解质溶液的电导率与地层流体流度的比值。即：

K

C ρμρ= (8)

5）流量相似系数

电流与井产量（或注入量）的比值。即：

Q

I

C q =

(9) 式中，下标m 表示模型中的参数，o 表示地层中的参数；

L —地层（模型）或井的几何尺寸；I —模型中的电流；

Q —井产量（或注入量）；m R —电解质溶液的电阻；

f R —地层流体的渗流阻力；U ?—模型中的电位差；

P ?—油层中的压力差；p C —压力相似数；

q C —流量相似系数；r C —阻力相似系数； l C —几何相似系数；C ρ—流动相似系数。

6）相似准则

各相似系数之间满足一定的约束条件，下面从基本的欧姆定律和达西定律出发，推导出它们之间的关系。

欧姆定律：

1=?m

IR U

(10) 达西定律：

1f

P

QR ?= (11) 式(10)除以式(11)并引入相似系数得：

()

1p

q

r

C C C = (12)

(12)式为模型必须满足的相似准则。公式(3-12)中有两个参数可以自由确定，第三个参数必须由相似准则导出。

3、计算原理

圆形恒压边界中心一口直井（完善井）稳定生产时产量计算公式：

2ln e f w

Kh P P

Q R r πμ??=

= (13) 地层中任一点压力分布公式：

ln ln ln W e

w w

P r

P P A B r r r r ?=+

?=+ (14) 由相似原理可知，模拟模型中电压与电流同样满足上述关系式： 完善“井”“产量”公式：

2ln m em m wm

h U U

I R r πρ??=

= (15) 改变电压U ?值，并测得相应的电流值I 。由此可得到U ?-I 关系曲线（理论上应为直线）。

任一点电压分布公式：

ln ln ln m wm m m m em wm

wm

r U

U U A B r r

r r ?=+

=+ (16) 固定U ?值,测得不同m r 处的电位值U ，由此可得“压降”漏斗曲线。 由“完善井” 电压与电流的关系及相似系数Cp 、Cq ，可以求出完善井压差

（w e P P -）与流量的关系：

流量： q C I Q =

； 压差： p

w e C U P P ?=- 由模拟条件下任意半径m r 处的电位值U ，可求得实际地层中任意半径r 出的压力P ，即可求得地层中的压力分布：

压力：p

C U

P =

； 对应半径： L m C r r =

压力及半径均用上式处理，可求得实际地层中任意点的压力分布。

三、实验流程

实验电路如图所示。图中拔下电流表与可变电阻相连的一端，使其与测量电源的低压端连接，电流表另一端与带铜丝的导线2连接，如图所示。改变调压器，由测量电压表读出供给边缘与生产井2之间的电压值，由电流表读出电流值。

图1 圆形恒压边界中心一口直井电路图 1 - 电解槽 2 - 铜丝（模拟井） 3 - 供给边界

四、实验步骤

1.确定并计算实验参数

a 、首先确定模拟油藏的参数的大小：渗透率K 、供给半径e r 、井半径w r 、油层厚度h 、流体粘度μ、生产压差（e w P P -），计算油井产量Q ；确定模拟系统的有关参数的大小：模拟油藏供给半径em r 、最大电流I 、最大电压U ?。

b 、计算相似系数：em

e L r r C =

，Q I

C q =，P U C p ??=，计算Cq Cp Cr /=，

()1r l C C C ρ=?，

c 、由k

C ρμ

ρ=，计算NaCl 溶液的电导率ρ，溶液厚度h C h L m =，具体方法

见示例。

2.根据电导率值，从NaCl 溶液浓度与电导率关系曲线中查出NaCl 与蒸馏水配制比例，然后进行配制。

图2 NaCl 溶液浓度与电导率关系曲线

3.配制完毕，测定溶液实际电导率值，计算相似系数ρC 。

4.将调压器旋钮旋至“0”位置，按图所示连接好电路。

5.打开电源，顺时针旋转变压器旋钮，将电源电压调到所需值（注意：不要高于36伏）。

6.顺时针慢慢旋动调压器的旋钮，使电压值从低到高变化（最高测量电压<10伏），并测定各个电压值下生产井的电流值，计算相应的压差及流量。

7.将一外接电压表一端与测针相连，另一端接零线。从生产井位置（x O ,y O )开始，沿某一半径方向移动测针，隔一定距离记录一个电压值和相应点坐标值(x,y)，式转换，就可测出压降漏斗曲线。注意：井附近数据点密一些，往外疏一些。（该法的确定是电压表指针摆动，压力值不易读准）。

五、数据数据处理

1、NaCl 溶液的配制 实验仪器编号：5

水槽尺寸：85?125cm

模型参数：r em = 35cm ；r wm =0.08cm ；h m = 5.33cm ；ρ=866μs/cm 地层参数：r e =65.625m ；r w =0.15m ；h=10m ；k= 0.1μm 2 ；μ=5mPa ﹒s

T=15C o ?P=2MPa

通过地层参数：

0.351

65.625187.5

em l e r C r =

==

从而可得：

1

100.0533 5.33cm 187.5

m l h C h m ==

?== （1）根据达西定律，求出生产井的理论产量：

3t 220.1100020

=413.2943/65.6255ln

ln 0.15e

w

kh P Q cm s r r ππμ????=

=?

（2）估算电导率

电路中最大电流不超过0.1A ，令I=0.1A ，则流量相似系数为：

430.1

2.4210(A s/cm )41

3.2943

q I C Q -=

==? 设1/0.1p U

C V MPa P

?=

=?，由相似关系式可求得: 34

1

/4132.943[cm /(A 0.1)] 2.4210

r p q C C C V s MPa -===? 由1

r l

C C C ρ=

得： 31187.5==0.045367[A 0.1/(cm )]4132.943

r l C s MPa V C C ρ=

由C k

ρρμ

=

30.1

=0.045367=0.90710/cm 907/5

k

C S S cm ρ

ρμμ

-=?

?= 从图2查的所对应的蒸馏水的体积与NaCl 的质量比值为800mg/L 。 （3）计算所需NaCl 的质量和蒸馏水的体积

1

100.0533 5.33cm 187.5

m l h C h m ==?==

则溶液体积：

2

385125 5.3356666.6756.67em m V r h cm L π==??==

11

+0.8=56.672.1651000

V V L ??

?水水 计算得：56.65V L =水，

NaCl 的质量：56.650.845.32m g =?=

因此，在电解槽加入蒸馏水56.65L ，再加入45.32gNaCl 可制得。 2、计算相似系数

配制之后测得ρ=866μs/cm （1）流动相似系数：63866105

=

0.0433[A 0.1/(cm )]0.1

C s MPa V k ρρμ-??==

（2）几何相似系数：0.351

65.625187.5

em l e r C r =

==

（3）阻力相似系数：31187.5

4330.254[cm /(A 0.1)]0.0433

r l C V s MPa C C ρ=

== （4）压力相似系数：仍设1/0.1p U

C V MPa P

?=

=?, （5）流量相似系数：431

/ 2.3110(A s/cm )4330.254

q p r C C C -==

=? 3、测量Q —?P 关系曲线 （1）真实值

以第一组数据为例，计算真实相似系数下的地层压力与流量： 地层真实压力：

3/30.11/0.1p V

P U C MPa V MPa

?=?=

=?

地层真实流量：

3

334

5.581024.16/=2.09/2.3110

q I Q cm s m d C --?===? （2）计算理论值

33t 220.11000 3.0

61.99/ 5.36/65.6255ln

ln 0.15e

w

kh P Q cm s m d r r ππμ????=

===?

（3）计算两者偏差

5.36 2.09

100%100%61.02%5.36

t t Q Q e Q --=

?=?= 同理，可以计算其他地层压力下的真实流量与理论流量，计算结果记于表1

表1 产量与压差关系数据表

做出测量Q —?P 关系曲线如图3

图3 Q —?P 关系曲线

通过曲线以及计算数据我们发现真实值与理论值差距达50%，其原因可能为所配制的NaCl 的电导率测量值偏大或者实验中的导线的电阻等原因使总电阻变大，进而使电流变小，从而导致产量降低，因此最终导致流量出现误差。随着压差变大，所呈现出的偏差增大。但流量与压差均表现出线性关系。

4、测量?P —r 关系曲线 以第一组为例 （1）计算距井半径 已知0.35165.625187.5

em l e r C r =

== 从而可得20.110187.50.1875m

l

r r m C -=

=??= （2）计算与井底压力之间的差值

2.74/ 2.740.1 2.741/0.1p V

P U C MPa atm V MPa

?=?==?=

同理计算其他数据记录于表2

表2 压降漏斗曲线数据记录表

绘制?P —r 关系曲线

12

345678

9-80

-60

-40

-20

20

40

60

80

与井底压力之间的差值P (a t m )

油藏中距井半径r(m)

图4 ?P —r 关系曲线

通过压降漏斗曲线我们发现所得数据最大值距离外加电压较远，其原因可能是加电压时接触不良，或者距离不够远。

流体力学实验报告

流体力学 实验指导书与报告 静力学实验 雷诺实验 中国矿业大学能源与动力实验中心

学生实验守则 一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。 二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。 三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。 四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。 五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。 六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。 七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。 八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。 九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。 十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订 中国矿业大学能源与动力实验中心

传热实验实验报告

传热实验 一、实验目的 1、了解换热器的结结构及用途。 2、学习换热器的操作方法。 3、了解传热系数的测定方法。 4、测定所给换热器的传热系数K。 5、学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。 二、实验原理 根据传热方程Q=KA△tm，只要测得传热速率Q，冷热流体进出口温度和传热面积A，即可算出传热系数K。在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K,只要测出空气的进出口温度、自来水进出口温度以及水和空气的流量即可。 在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气释放出的热量Q1与自来水得到的热量Q2应相等，但实际上因热损失的存在，此两热量不等，实验中以Q2为准。 三、实验流程和设备 实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计等组成。空气走管程，水走壳程。列管式换热器的传热面积由管径、管数和管长进行计算。 实验流程图： 四、实验步骤及操作要领 1、熟悉设备流程，掌握各阀门、转子流量计和温度计的作用。 2、实验开始时，先开水路，再开气路，最后再开加热器。 3、控制所需的气体和水的流量。 4、待系统稳定后，记录水的流量、进出口温度，记录空气的流量和进出口温度，记录设备的

有关参数。重复一次。 5、保持空气的流量不变，改变自来水的流量，重复第四步。 6、保持第4步水的流量，改变空气的流量，重复第四步。 7、实验结束后，关闭加热器、风机和自来水阀门。 五、实验数据记录和整理 1、设备参数和有关常数 换热流型错流；换热面积㎡

六、实验结果及讨论 1、求出换热器在不同操作条件下的传热系数。 计算数据如上表，以第一次记录数据序号1为例计算说明： 2、对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论？ 答：比较一、二、三组可知当空气流量不变，水的流量改变时，传热系数变化不大，比较四、五组可知空气流量改变而水的流量不改变时，传热系数有很大变化，且空气流量越大，传热系数越大，传热效果越好；综上可知，K值总是接近热阻大的流体侧的α值，实验中，提高空气侧的α值以提高K值。。 3、转子流量计在使用时应注意什么问题？应如何校正读数？ 答：转子流量计不能用于流量过大的流体测量，使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计。 读数时应读转子的最大截面与玻璃管刻线相交处的数值，可以读初始值和最终值，取两者之差来校正读数。 4、针对该系统，如何强化传热过程才能更有效，为什么？ 答：该系统传热效果主要取决于热流体，所以可以通过增加空气流量，提高其所占比例来强化传热效果；减小水的流量；内管加入填充物或采用螺纹管，加热面在上，制冷面在下。因为由实验可知提高热阻大的流体的传热系数可以更有效的强化传热过程。 5、逆流换热和并流换热有什么区别？你能用实验装置加以验证吗？ 答:①逆流换热时热流体是冷热流体流动方向相反；而并流传热时，其冷热流体流动方向相同；②在相同操作条件下，逆流换热器比并流换热器所需传热面积小。可以改变冷热流体进出口方向，测得在相同传热效果下，逆并流所需传热面积大小，从而加以验证。 6、传热过程中，哪些工程因素可以调动？ t ；④换热过程的流型（并流，逆答：①增大传热面积S；②提高传热系数α；③提高平均温差 m 流，错流）。 7、该实验的稳定性受哪些因素的影响？ 答：①冷凝水流通不畅，不能及时排走；②空气成分不稳定，导致被冷凝效果不稳定；③冷热流体流量不稳定；④传热器管表面的相对粗糙度。 8、你能否对此实验装置作些改进，使之能够用于空气一侧对流传热系数的测定？ 答：让空气走壳程，水走管程，根据流体在管外的强制对流公式，可提出空气一侧的对流传热系数α值。

渗流力学实验报告

实验二 不可压缩液体的平面径向稳定渗流 一、实验目的： 1. 验证不可压缩液体按线性定律作平面径向稳定渗流时压力分布规律、 产量和压降的关系； 2. 绘制产量和压降的关系曲线及压力分布曲线； 3. 测定孔隙介质的渗透率。 二、实验装置： 1、2…8测压孔；9马略特瓶；10地层模型；11测压管；12螺丝夹。 三、实验原理： 当不可压缩液体在水平的等厚的均质地层中，做平面径向稳定渗流时，流量与压降成正比，压力分布曲线为一对数型曲线。 在扇形地层中，流量的计算公式： 1 8 ln 3602R R P Kh q μαπ?=

所以渗透率的计算公式： P h R R q K ?=πμα 218ln 360 式中：q —— 流量，m 3/s K —— 渗透率， m 2 h —— 地层厚度， m ΔP —— 测压孔８与测压孔１间的压差， Pa α —— 扇形中心角， R8 —— 测压孔８距中心的距离， m R1 —— 测压孔１距中心的距离， m 四、实验步骤： 1. 检查各测压管内液体是否在同一水平面上。 2. 稍微打开出口螺丝夹，等渗滤稳定后记录各测压管的高度，同时用量筒秒表 测量液体的流量。 3. 再微开出口螺丝夹，重复步骤２，在不同的流量下测量三次。 4. 关闭出口螺丝夹，将装置恢复原状。 有关固定数据： α＝30 h=0.018m 各测压管距中心距离：R1=0.05, R2=0.1, R3=0.15, R4=0.20m, R5=0.25m, R6=0.40m, R7=0.55m, R8=0.75m. 五、实验要求： 1. 求孔隙介质的渗透率及平均渗透率； 2. 在直角坐标纸中分别绘制压力分布曲线及指示曲线； 3. 在半对数坐标纸中绘制出不同流量下的压力分布曲线； 4. 示例。 实验数据记录表第套年月日

传热实验实验报告

一、 实验名称： 传热实验 二、实验目的： 1.熟悉套管换热器的结构； 2.测定出K 、α，整理出e R N -u 的关系式，求出m A 、. 三、实验原理： 本实验有套管换热器4套，列管式换热器4套，首先介绍套管换热器。 套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图2-2-5-1（1）所示。 传热方式为：冷凝—传导—对流 1、传热系数可用下式计算： ]/[2m k m W t A q K m ???= (1) 传热实验

图2-2-5-1（1） 套管换热器示意图 式中：q ——传热速率[W] A ——传热面积[m 2] △t m —传热平均温差[K] ○ 1传热速率q 用下式计算： ])[(12W t t C V q p S -=ρ （2） 式中：3600/h S V V =——空气流量[m 3/s] V h ——空气流量[m 3/h] ρ——空气密度[kg/m 3 ]，以下式计算： ]/)[273(4645.031 m kg t R p P a ++=ρ （3） Pa ——大气压[mmHg] Rp ——空气流量计前表压[mmHg] t 1——空气进换热器前的温度[℃] Cp ——空气比热[K kg J ?/]，查表或用下式计算： ]/[04.01009K kg J t C m p ?+= （4） t m =(t 1+t 2)/2——空气进出换热器温度的平均值（℃） t 2——空气出口温度[℃] ②传热平均面积A m ：

][2m L d A m m π= （5） 式中：d m =传热管平均直径[m] L —传热管有效长度[m ] ③传热平均温度差△t m 用逆流对数平均温差计算： T ←——T t 1——→t 2 )(),(2211t T t t T t -=?-=? 2 1 2 1ln t t t t t m ???-?= ? (6) 式中：T ——蒸汽温度[℃] 2、传热膜系数（给热系数）及其关联式 空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示： n r m e P AR Nu = （7） 式中：N u ——努塞尔特准数 R e ——雷诺准数 P r ——普兰特准数 A ——系数，经验值为0.023

导热系数实验报告

一、【实验目的】 用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。 二、【实验仪器】 导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤(公用)、杜瓦瓶、秒表、待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块 三、【实验原理】 1、良导体（金属、空气）导热系数的测定 根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为θ1、θ2的平行平面（设θ1>θ2），若平面面积均为S ，在t ?时间内通过面积S 的热量Q ?免租下述表达式： h S t Q ) (21θθλ-=?? （3-26-1） 式中， t Q ??为热流量；λ即为该物质的导热系数，λ在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是)(K m W ?。 在支架上先放上圆铜盘P ，在P 的上面放上待测样品B ，再把带发热器的圆铜盘A 放在B 上，发热器通电后，热量从A 盘传到B 盘，再传到P 盘，由于A,P 都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度θ1、θ2，θ1、θ2分别插入A 、P 盘边缘小孔的热电偶E 来测量。热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关G ，切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。由式（3-26-1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为 冰水混合物 电源 输入 调零 数字电压表 FD-TX-FPZ-II 导热系数电压表 T 2 T 1 220V 110V 导热系数测定仪 测1 测1 测2 测2 表 风扇 A B C 图4-9-1 稳态法测定导热系数实验装置

2 21)(B B R h t Q πθθλ-=?? (3-26-2) 式中，R B 为样品的半径，h B 为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时，θ1和θ2的值不变， 遇事通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度T 2的散热速率来求出热流量 t Q ??。实验中，在读得稳定时θ1和θ2后，即可将B 盘移去，而使A 盘的底面与铜盘P 直接接触。当铜盘P 的温度上升到高于稳定时的θ2值若干摄氏度后，在将A 移开，让P 自然冷却。观察其温度θ随时间t 变化情况，然后由此求出铜盘在θ2的冷却速率 2 θθθ=??t ,而2 θθθ=??t mc ,就是铜盘P 在温度为θ2时的散热速率。 2、不良导体（橡皮）的测定 导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质的不同对材料导热系数数值都有明显的影响，因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。 测量导热系数在这里我们用的是稳态法，在稳态法中，先利用热源对样品加热，样品内部的温差使热量从高温向低温处传导，样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影响而变动；适当控制实验条件和实验参数可使加热和传热的过程达到平衡状态，则待测样品内部可能形成稳定的温度分布，根据这一温度分布就可以计算出导热系数。而在动态法中，最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，如呈周期性的变化，变化的周期和幅度亦受实验条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关。 本实验应用稳态法测量不良导体(橡皮样品)的导热系数，学习用物体散热速率求传导速率的实验方法。 1898年C ．H ．Le e s ．首先使用平板法测量不良导体的导热系数，这是一种稳态法，实验中，样品制成平板状，其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触，下端面与一均匀散热体相接触。由于平板样品的侧面积比平板平面小很多，可以认为热量只沿着上下方向垂直传递，横向由侧面散去的热量可以忽略不计，即可以认为，样品内只有在垂直样品平面的方向上有温度梯度，在同一平面内，各处的温度相同。 设稳态时，样品的上下平面温度分别为 12θθ，根据傅立叶传导方程，在t ?时间内通过 样品的热量Q ?满足下式：S h t Q B 21θθλ-=?? （1） 式中λ为样品的导热系数，B h 为样品的厚度，S 为样品的平面面积，实验中样品为圆盘状。设圆盘样品的直径为B d ，则半径为B R ，则由（1)式得： 2 21B B R h t Q πθθλ-=?? （2） 实验装置如图1所示、固定于底座的三个支架上，支撑着一个铜散热盘P ，散热盘P 可以借助底座内的风扇，达到稳定有效的散热。散热盘上安放面积相同的圆盘样品B ，样品B 上放置一个圆盘状加热盘C ，其面积也与样品B 的面积相同，加热盘C 是由单片机控制的自适应电加热，可以设定加热盘的温度。

15春中国石油大学北京渗流力学在线作业

包括本科的各校各科新学期复习资料，可以联系屏幕右上的“文档贡献者” 第一阶段在线作业 单选题(共21道题) 展开 收起1.（2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） E、5） 2.（2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） 3.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 4.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 5.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 6.（2.5分）实际油藏的形状和布井状况比较复杂，但可以根据实际油藏的渗流特征，将油藏中的渗流方式抽象为三类典型模式，即： A、单向流、层流、垂直流； B、单向流、平面径向流、球面向心流； C、单相流、多相流、多维流； D、线性流、紊流、层流； 7.（2.5分）大多数情况下，油藏中的流体渗流服从线性渗流规律（达西定律），但渗流速度较高时会破坏线性渗流规律（达西定律），如下原因表述正确的是： A、高速流动时，只有惯性力存在，导致线性渗流规律被破坏； B、高速流动时，惯性力逐渐增大，与粘滞力相比，其作用开始增大，从而导致线性渗流规律被破坏； C、高速流动时，渗流过程中出现了新的渗流阻力（即惯性力），从而导致线性渗流规律被破坏； D、高速流动时，粘滞力逐渐减小，惯性力逐渐增大，从而导致线性渗流规律被破坏； 8.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流的等压线： A、一组互相平行的直线； B、一组向外发散的射线； C、一组同心圆； D、越靠近排液道越密集； 9.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流和平面径向稳定渗流的相同点为： A、通过每个渗流截面的流量保持不变； B、通过每个渗流截面的流速不变；

土木工程流体力学实验报告实验分析-与讨论答案

管路沿程阻力系数测定实验 1． 为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影 响实验成果？ 现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）： 如图示O —O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设21v v =， ∑=0j h ，由能量方程可得 ??? ? ??+-???? ?? +=-γγ221121p Z p Z h f 1112222 1 6.136.13H H h h H h h H p p +?-?-?+?+?-?+-= γ γ 11222 6.126.12H h h H p +?+?+-= γ ∴ ()()122211216.126.12h h H Z H Z h f ?+?++-+=- )(6.1221h h ?+?= 这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。 2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。 f h l g ～v lg 曲线的斜率m=1.0～1.8，即f h 与8.10.1-v 成正比，表明流动为层流 （m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。

3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。 通常试验点所绘得的曲线处于光滑管区，本报告所列的试验值，也是如此。但是，有的实验结果相应点落到了莫迪图中光滑管区的右下方。对此必须认真分析。 如果由于误差所致，那么据下式分析 d和Q的影响最大，Q有2%误差时，就有4%的误差，而d有2%误差时，可产生10%的误差。Q的误差可经多次测量消除，而d值是以实验常数提供的，由仪器制作时测量给定，一般< 1%。如果排除这两方面的误差，实验结果仍出现异常，那么只能从细管的水力特性及其光洁度等方面作深入的分析研究。还可以从减阻剂对水流减阻作用上作探讨，因为自动水泵供水时，会渗入少量油脂类高分子物质。总之，这是尚待进一步探讨的问题。

传热膜系数实验报告

化工原理实验报告 实验三 传热膜系数测定实验 实验日期：2015年12月30日 班级： 学生姓名： 学号： 同组人： 报告摘要 本实验选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系的传热系统,即水蒸汽—空气传热系统、分别对普通管换热器和强化管换热器进行了强制对流传热实验研究。确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走内管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m （n 取0.4），得到了半经验关联式。实验还通过在内管中加入混合器的办法强化了传热，并重新测定了α、A 和m 。 二、 目的及任务 1.掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法； 2.通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 的方法； 3.了解工程上强化传热的措施。 三、基本原理 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关 系式的一般形式为：p n m Gr A Nu Pr Re 对于强制湍流而言。Gr 数可忽略，即

n m A Nu Pr Re = 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re 和Pr 分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4(流体被加热)。这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，得到直线方程为 Re lg lg Pr lg 4.0m A Nu += 在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m 。在直线上任取一点函数值带入方程中，则可得系数A ，即 m Nu A Re Pr 4.0= 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定人为性。而用最小二乘法回归，可得到最佳关联结果。应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能的道道A 、m 、n 。 对于方程的关联，首先要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。其特征数定义式分别为 μρ du = Re ， λμ Cp = Pr ， λαd Nu = 实验中改变空气的流量，以改变Re 值。根据定性温度(空气进、出口温度的算数平均值)计算对应的Pr 值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu 值。 牛顿冷却定律为 Q=αA △t m 式中α——传热膜系数，W/(m 2.℃)；

对流传热实验实验报告

实验三 对流传热实验 一、实验目的 1.掌握套管对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式4.0Pr Re m A Nu =中常数A 、m 的值； 2.掌握对流传热系数i α随雷诺准数的变化规律； 3．掌握列管传热系数Ko 的测定方法。 二、实验原理 ㈠ 套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 ⒈ 对流传热系数i α的测定 在该传热实验中，冷水走内管，热水走外管。 对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定 i i i S t Q ??= α （1） 式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2?℃)； Q i —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2； t ?—内壁面与流体间的温差，℃。 t ?由下式确定： 2 2 1t t T t w +- =? （2） 式中：t 1，t 2 —冷流体的入口、出口温度，℃； T w —壁面平均温度，℃； 因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用t w 来表示。 管内换热面积： i i i L d S π= （3） 式中：d i —内管管内径，m ； L i —传热管测量段的实际长度，m 。

由热量衡算式： )(12t t Cp W Q m m i -= （4） 其中质量流量由下式求得： 3600 m m m V W ρ= （5） 式中：m V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。 m Cp 和m ρ可根据定性温度t m 查得，2 2 1t t t m +=为冷流体进出口平均温度。t 1，t 2， T w ， m V 可采取一定的测量手段得到。 ⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定 流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为 n m A Nu Pr Re =. （6） 其中： i i i d Nu λα= ， m m i m d u μρ=Re ， m m m Cp λμ=Pr 物性数据m λ、m Cp 、m ρ、m μ可根据定性温度t m 查得。经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数Pr 变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为： 4.0Pr Re m A Nu = （7） 这样通过实验确定不同流量下的Re 与Nu ，然后用线性回归方法确定A 和m 的值。 ㈡ 列管换热器传热系数的测定 管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，

流体力学实验报告册_1

流体力学实验报告册 篇一：流体力学实验报告 流体力学实验组 班级化33姓名吴凡灿学号成绩 实验时间第6周周日同组成员芦琛琳、董晓锐 一、实验目的 1、观察塔板上气液两相流动状况，测量气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系；测定雾沫夹带量、漏液量与气速的关系； 2、研究板式塔负荷性能图的影响因素，作出筛孔塔板或斜孔塔板的负荷性能图；比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能； 3、观察填料塔内气液两相流动状况，测定干填料及不同液体喷淋密度下填料层的阻力降与空塔气速的关系； 4、测定填料的液泛气速，并与文献介绍的液泛关联式比较； 5、测定一定压力下恒压过滤参数K、qe和te； 6、测定压缩性指数S和物料特性常数K。 二、实验原理 1．板式塔流体力学特性测定塔靠自下而上的气体和自上而下的液体逆流流动时相互接触达到传质目的，因此，塔板传质性能的好坏很大程度上取决于塔板上的流体力学状态。当液体流量一定，气体空塔速度从小到大变动时，可

以观察到几种正常的操作状态：鼓泡态、泡沫态和喷射态。当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下操作，又会产生过量液沫夹带；在气速和液相负荷均过大时还会产生液泛等几种不正常的操作状态。塔板的气液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表示。负荷性能图以气体体积流量（m3/s）为纵坐标，液体体积流量（m3/s）为横坐标标绘而成，它由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验确定。传质效率高、处理量大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。为了适应不同的要求，开发了多种新型塔板。本实验装置安装的塔板可以更换，有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用，也可将自行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。 筛板的流(本文来自：小草范文网:流体力学实验报告册)体力学模型如下： 1) 压降 ?p??pc??pl 式中，Δp—塔板总压降，Δpc—干板压降，Δpl—板上液层高度压降，其中 ?pc?0.051?vg( u02

化工原理实验传热实验报告

传热膜系数测定实验（第四组） 一、实验目的 1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法 2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径 3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用 4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容 1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 2、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’ 3、回归α1和α1’联式4 .0Pr Re ??=a A Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理 间壁式传热过程是由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三个传热过程所组成。由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。 1）寻找影响因素 物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βgΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βgΔT ） 2）量纲分析 ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]] 3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ 4）无量纲化非基本变量 α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βgΔT : Gr ＝βgΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 ??? ? ???=223,,μρβλμμρλαtl g c lu F l p 6）实验 Nu ＝ARe a Pr b Gr c 强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a 圆管传热基本方程： m t A K t T t T t T t T A K Q ???=-----?=111 22112211 1ln ) ()( 热量衡算方程： )()(12322111t t c q T T c q Q p m p m -=-= 圆管传热牛顿冷却定律： 2 2112211 22211221121 1ln ) ()(ln )()(w w w w w w w w T T T T T T T T A t t t t t t t t A Q -----?=-----?=αα 圆筒壁传导热流量：)] /()ln[)()()/ln(11221122121 2w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----?-?=δλ 空气流量由孔板流量测量：54 .02.26P q v ??= [m 3h -1，kPa] 空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]

工程流体力学实验报告之实验分析与讨论

工程流体力学实验报告之分析与讨论 实验一流体静力学实验 实验分析与讨论 1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指 测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分： (1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2 及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。 (2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2 液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4 液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5 油水界面至水面和油水界面至油面的 垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温(t=20℃)的水， =7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有(h、d 单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5.过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是 同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 6.用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？ 关闭各通气阀门，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由c 进入水箱。这时阀门的出流就是变液位

套管换热器传热实验实验报告数据处理

套管换热器传热实验实验报告数据处理 我们组做的是实验I : 1， Q=m s1c 1 △t 1 求K 得先求Q Q=m s 1C 1△t 1 ,其中，C 1=所以得先求m s 1 , C 1， △t 1, ◇ 1m s1 =V s1 ρ 要得求V s1，V s1=u 1A ，V s1 =C 0A 0ρρρ/o (2）-gR C 0为空流系数，C 0=0.855,A 0为空口面积，A 0的计算方法如下：A 0 =π4 d 02 , d 0=20.32 mm,故 A 0= π4 ×（20.32 1000 ）2=3.243293×10-4 m 2 R 为压计差读数 A=π4 d 2 ,d 为内管内径=20mm ， 用内插法求解空气密度 ρ 值 这样求得m s 1， ◇ 2 C 1 的求法为先查表的相近温度下空气的C 值，然后用内插法求得对应平均温 度对应的的C 1值 ◇ 3 求△t 1= t △ t 1 ,= t = t 1 + t 2 2 t 1 为进口温度 t 2 为出口温度 进口温度t 1的求解方法 由热电偶中的电位Vt ，按照公式求[]2 000000402.00394645.0t t V E t t ++=得

Et ，再由852.4901004.810608.1105574.15 43-??+?=---t E t 求得t 1值 出口温度t 2的求解方法 由热电偶中的电位Vt ，按照公式[]2 000000402.00394645.0t t V E t t ++=求得 Et ，再由852.49010 04.810608.1105574.15 43-??+?=---t E t 求得t 2值 由以上步骤求出 Q 2 ，由Q=KA △t m 求出K 值 K= Q A △t m Q 由第一步已经求出，A 为内管内径对应的面积，A=2π rL ,r=17.8mm=0.0178 m, A=2×3.14×0.0178×1.224=0.13682362 m 2 3 ,求Re ，Nu 流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为： (,,)l Nu f Re Pr d = 对于空气，在实验范围内，Pr 准数基本上为一常数；当管长与管径的比值大于50 时，其值对 Nu 的影响很小；则 Nu 仅为 Re 的函数，故上述函数关系一般可以处理成： m Nu aRe = 式中，a 和 m 为待定常数。 Re=du ρ μ d=2×0.0178 m =0.0356 m , u=Vs/（π×0.01782 ）μ 和ρ用内插法，先查表 的相近温度的μ，ρ，再用线性关系计算求得。 测量空气一侧管壁的中区壁温T W ，由热电偶按前面公式求得；由下式可以计算空气与管壁

中国石油大学2014秋渗流力学第一阶段在线作业讲解

第一阶段在线作业 单选题(共21道题) 收起 1.（ 2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） E、5） 我的答案：C 此题得分：2.5分2.（2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） 我的答案：B 此题得分：2.5分3.（2.5分）

A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 我的答案：B 此题得分：2.5分 4.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 我的答案：A 此题得分：2.5分 5.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 我的答案：B 此题得分：2.5分 6.（2.5分）实际油藏的形状和布井状况比较复杂，但可以根据实际油藏的渗流特征，将油藏中的渗流方式抽象为三类典型模式，即： A、单向流、层流、垂直流； B、单向流、平面径向流、球面向心流； C、单相流、多相流、多维流； D、线性流、紊流、层流； 我的答案：B 此题得分：2.5分 7.（2.5分）大多数情况下，油藏中的流体渗流服从线性渗流规律（达西定律），但渗流速度较高时会破坏线性渗流规律（达西定律），如下原因表述正确的是： A、高速流动时，只有惯性力存在，导致线性渗流规律被破坏； B、高速流动时，惯性力逐渐增大，与粘滞力相比，其作用开始增大，从而导致线性渗流

规律被破坏； C、高速流动时，渗流过程中出现了新的渗流阻力（即惯性力），从而导致线性渗流规律被破坏； D、高速流动时，粘滞力逐渐减小，惯性力逐渐增大，从而导致线性渗流规律被破坏；我的答案：B 此题得分：2.5分 8.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流的等压线： A、一组互相平行的直线； B、一组向外发散的射线； C、一组同心圆； D、越靠近排液道越密集； 我的答案：A 此题得分：2.5分 9.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流和平面径向稳定渗流的相同点为： A、通过每个渗流截面的流量保持不变； B、通过每个渗流截面的流速不变； C、通过每两个相邻等距间隔渗流截面的压力降不变； D、通过每个渗流截面的渗流阻力不变 我的答案：A 此题得分：2.5分 10.（2.5分）圆柱形石英砂模型长为40cm，横截面直径D=2.5cm，渗透率2.5 D，实验用液体粘度为3.45 mPa·S，为了使通过模型的流量为100cm3/min，需要在模型两端建立压差为多少大气压？ A、0.50 atm； B、0.75 atm； C、1.00 atm； D、1.25 atm； 我的答案：B 此题得分：2.5分 11.（2.5分）油层中有一口井，由于钻井的时候产生了污染，在射孔后进行了酸化作业，测量后得到该井的表皮系数为1.5，该井为： A、超完善井； B、完善井； C、不完善井； D、不确定 我的答案：C 此题得分：2.5分 12.（2.5分）双重介质是存在( )种孔隙结构的介质 A、1 B、2 C、3 D、4 E、5 我的答案：B 此题得分：2.5分 13.（2.5分） A、1 B、2 C、3 D、4

流体力学综合实验报告

四川大学 化工原理实验报告 学院化学工程学院专业化学工程与工艺班号姓名学号实验日期年月日指导老师 一．实验名称 流体力学综合实验 二．实验目的 测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出与Re的关系曲线。 观察水在管道内的流动类型。 测定在一定转速下离心泵的特性曲线。 标定孔板流量计，绘制Co与Re的关系曲线。 熟悉流量、压差、温度等化够不够仪表的使用。 三．实验原理 1求与Re的关系曲线 流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动（如图1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。 以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程: 因，，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为流体以流速u通过管内径d、长度为l的一段管道时，其直管阻力为

由上面两式得： 而 由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因次分析法整理可形象地表示为 式中： f h -----------直管阻力损失，J/kg ； λ------------摩擦阻力系数； d l .----------直管长度和管内径，m ； P ?---------流体流经直管的压降，Pa ； ρ-----------流体的密度， ； μ-----------流体黏度，Pa ·s ； u -----------流体在管内的流速，m/s ； 流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速。在已知管径和平均流速的情况下，测定流体温度，确定流体的密度和黏度 ，则可求出雷诺数，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数与雷诺数 的关系曲线图。 2求离心泵的特性曲线 离心泵的特性，可用该泵在一定转速下，扬程与流量 , 轴功 率与流量 ，效率与流量 三条曲线形式表示。若将扬程 H 、轴功率N 和效率 对流量之间的关系分别绘制在同一直角坐标上所得的 三条曲线，即为离心泵的特性曲线，如图二所示。 ①流量：离心泵输送的流量由涡轮流量计测定。 ②扬程H ：扬程是指离心泵对单位重量的液体所提供的外加能量。以离心

渗流力学在线作业二 满分答案

单选题 1.在同一油层内，一口生产井的生产压差为C 2.已知地层原始地层压力为PI，，，，地层中任意一口井在地层内产生的压力为，，，，求地层中任意一点的压力B 3.已知地层原始地层压力为PI，，，，地层中任意一口井在地层内产生的压力为，，，，求地层中任意一点的势为D 4.已知地层原始地层压力为PI，，，，地层中任意一口井在地层内产生的压力为，，，，求地层中任意一点的压差为B 5.半无限大地层，其中一面是断层，在断层附近有一口生产井，可以看做无限大地层中A 6.如下断层与共给边界形成组合边界，根据镜像反映原理，可以映射出几口油井。A 7.如下断层和供给边界形成的组合边界，根据镜像反映原理，可以映射出几口井？B 8.井距直线供给边界为a，井半径为，求井底流压的表达式为：B 9.井距直线断层边界为LD，，，，求产量Q的表达式：B 10.等产量地层中有一口生产井（A）和一口注水井（B）答案C 11.等产量地层中有两口生产井，点2处渗流速度的方向为：D 12.平行断层中间夹有一口生产井，可以映射出多少口生产井D 13.已经一个圆形供给边界地层，，，，求产量的表达式为A 14.直接供给边缘附近有一口生产井，，，井距为L渗流外阻的表达式为A 15.按照水电相似原理，井排渗流时的阻力相当于电流时的：B 16.无限大地层等产量（Q）两汇生产时，两汇重点的连线的渗流速度为A 17.直角供给边缘中对角线上一口生产井，映射出来的生产井有几口：A 18.直角断层中对角线上一口生产井，映射出来的注水井有几口：E 19.无限大均质等厚地层中心点汇势分布AB 20.以下关于渗流速度叠加正确的表述为：CDE 判断题 (共20道题) 21.（2.5分）两条平行断层中间的一口生产井映射成为一排生产井。 正确 错误 我的答案：正确 22.（2.5分）无限大地层中一源一汇存在时，地层中流体渗流的等势线为同心圆族。 正确 错误 我的答案：错误 23.（2.5分）断层附近一口生产井生产时，断层是流线。 正确 错误 我的答案：错误 24.（2.5分）直线供给边界附近一口生产井生产时，直线供给边界是流线。 正确 错误 我的答案：正确

工程流体力学实验报告(3代学生样版)

工程流体力学实验指导书与报告 毛根海编著 杭州源流科技有限公司 毛根海教授团队 2013年3月

目录 2-1 流体静力学综合型实验 (1) 2-2 恒定总流伯努利方程综合性实验 (8) 2-3文丘里综合型实验 (17) 2-4 雷诺实验 (23) 2-5 动量定律综合型实验 (27) 2-6 孔口出流与管嘴出流实验 (33) 2-7 局部水头损失实验 (38) 2-8 沿程水头损失实验 (43) 2-9毕托管测速与修正因数标定实验 (49) 2-10 达西渗流实验 (54) 2-11 平面上的静水总压力测量实验 (59)

2-1 流体静力学综合型实验 一、实验目的和要求 1.掌握用测压管测量流体静压强的技能； 2.验证不可压缩流体静力学基本方程； 3.测定油的密度； 4.通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析，加深流体静力学基本概念理 解，提高解决静力学实际问题的能力。 二、实验装置 1．实验装置简图 实验装置及各部分名称如图1所示。 图.1 流体静力学综合型实验装置图 1. 测压管 2. 带标尺测压管 3. 连通管 4. 通气阀 5. 加压打气球 6. 真空测压管 7. 截止阀 8. U型测压管 9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀 说明：下述中的仪器部件编号均指实验装置图中的编号，如测管2即为图1中“2. 带标尺测压管”。后述各实验中述及的仪器部件编号也均指相应实验装置图中的编号。 2. 装置说明

(1) 流体测点静压强的测量方法之一——测压管 流体的流动要素有压强、水位、流速、流量等。压强的测量方法有机械式测量方法与电测法，测量的仪器有静态与动态之分。测量流体点压强的测压管属机械式静态测量仪器。测压管是一端连通于流体被测点，另一端开口于大气的透明管，适用于测量流体测点的静态低压范围的相对压强，测量精度为1mm 。测压管分直管型和“U ”型。直管型如图1中管2所示，其测点压强p gh ρ=，h 为测压管液面至测点的竖直高度。“U ”型如图中管1与管8所示。直管型测压管要求液体测点的绝对压强大于当地大气压，否则因气体流入测点而无法测压；“U ”型测压管可测量液体测点的负压，例如管1中当测压管液面低于测点时的情况；“U ”型测压管还可测量气体的点压强，如管8所示，一般“U ”型管中为单一液体（本装置因其它实验需要在管8中装有油和水两种液体），测点气压为p g h ρ=?，?h 为“U ”型测压管两液面的高度差，当管中接触大气的自由液面高于另一液面时?h 为 “+”，反之?h 为“-”。由于受毛细管影响，测压管内径应大于8~10 mm 。本装置采用毛细现象弱于玻璃管的透明有机玻璃管作为测压管，内径为8mm ，毛细高度仅为1mm 左右。 (2)恒定液位测量方法之一——连通管 测量液体的恒定水位的连通管属机械式静态测量仪器。连通管是一端连接于被测液体，另一端开口于被测液体表面空腔的透明管，如管3所示。对于敞口容器中的测压管也是测量液位的连通管。连通管中的液体直接显示了容器中的液位，用mm 刻度标尺即可测读水位值。本装置中连通管与各测压管同为等径透明有机玻璃管。液位测量精度为1mm 。 (3)所有测管液面标高均以带标尺测压管2的零点高程为基准； (4) 测点B 、C 、D 位置高程的标尺读数值分别以?B 、?C 、?D 表示，若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则?B 、?C 、?D 亦为z B 、z C 、z D ； (5) 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。 3. 基本操作方法： (1)设置p 0 = 0条件。打开通气阀4，此时实验装置内压强p 0 = 0。 (2)设置p 0 > 0条件。关闭通气阀4、放水阀11，通过加压打气球5对装置打气，可对装置内部加压，形成正压； (3)设置p 0 < 0条件。关闭通气阀4、加压打气球5底部阀门，开启放水阀11