自然界物质存在的主要形态：
?
?
原因：由于分子间的作用力不同造成的。
–流体所含的分子数少；分子间隙大；流体分子间作用
力小；分子运动剧烈；
定义常温下一块沥青属于固体还是流体？
属于流体。常温下沥青在自重作用下仍存在剪切变形趋势，只不过变形过程极慢，短时内觉察不到，经过数月后才变成扁平形，一块石头绝不会如此的。
空间上是连续的，称为流体团的宏观特性。图1.2 流体团内分子速度的统计平均值曲线
从图1.2，可以得到哪图1.2 流体团内分子速度的统计平均值曲线
常规测量仪器测到的物理量是仪器感受体积中的分子运动统计平均值。以速度为例，目前最精细的测速仪器的感受体积（如激光测速聚焦点）
，包含约3×1010个空气分子，测到的是确定的宏
流体“质点”是因数学分析需要而假想的概念！
图1.2 流体团内分子速度的统计平均值曲线
流体质点的速度值：将△τ*的平均速度线平滑地延长至与纵轴相交，其交点的速度值即代表流体质点的速度值。
连续介质假定.flv
解析函数不适用
2016/3/7
这里数学上的δV→0，从物理上应理解为体积缩小到前面所讲的流体质点。
注意
2016/3/724
压缩性演示.flv
36
流体的物理性质 流体流动与输送过程中，流体的状态与规律都与流体的物理性质有关。因此，首先要了解流体的常见物理和化学性质，包括密度、压力、黏度、挥发性、燃烧爆炸极限、闪点、最小引燃能量、燃烧热等。 一、密度与相对密度 密度是用夹比较相同体积不同物质的质量的一个非常重要的物理量，对化工生产的操作、控制、计算等，特别是对质量与体积的换算，具有十分重要的意义。 流体的密度是指单位体积的流体所具有的质量，用符号ρ表示，在国际单位制中，其单位是ke／m3。 式中m——流体的质量，kg； y——流体的体积，m3。 任何流体的密度都与温度和压力有关，但压力的变化对液体密度的影响很小(压力极高时除外)，故称液体是不可压缩的流体。工程上，常忽略压力对液体的影响，认为液体的密度只是温度的函数。例如，纯水在277K时的密度为1000kg／m3，在293K时的密度为998．2kg ／m3，在373时的密度为958．4kg／ms。因此，在检索和使用密度时，需要知道液体的温度。对大多数液体而言，温度升高，其密度下降。
液体纯净物的密度通常可以从《物理化学手册》或《化学工程手册》等查取。液体?昆合物的密度通常由实验测定，例如比重瓶法、韦氏天平法及波美度比重计法等。其中，前两者用于精确测量，多用于实验室中，后者用于快速测量，在工业上广泛使用。 在工程计算中，当混合前后的体积变化不大时，液体混合物的密度也可由下式计算，即： 式中ρ—液体混合物的密度，kg／ms； ρ1、ρ2、ρi、ρn——构成混合物的各纯组分的密度，ks／m3； w1、w2、wi、wn——混合物中各组分的质量分数。 气体具有明显的可压缩性及热膨胀性，当温度、压力发生变化时，其密度将发生较大的变化。常见气体的密度也可从《物理化学手册》或《化学工程手册》中查取。在工程计算中，如查压力不太高、温度不太低，均可把气体(或气体混合物)视作理想气体，并由理想气体状态方程计算其密度。 由理想气体状态方程式 式中ρ—气体在温度丁、压力ρ的条件下的密度，kg／m3； V——气体的体积，ITl3； 户——气体的压力，kPa； T一—气体的温度，K； m--气体的质量，kg；
编号：SY-AQ-08047 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 流体的物理性质 Physical properties of fluids
流体的物理性质 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 流体流动与输送过程中，流体的状态与规律都与流体的物理性质有关。因此，首先要了解流体的常见物理和化学性质，包括密度、压力、黏度、挥发性、燃烧爆炸极限、闪点、最小引燃能量、燃烧热等。 一、密度与相对密度 密度是用夹比较相同体积不同物质的质量的一个非常重要的物理量，对化工生产的操作、控制、计算等，特别是对质量与体积的换算，具有十分重要的意义。 流体的密度是指单位体积的流体所具有的质量，用符号ρ表示，在国际单位制中，其单位是ke／m3。 式中m——流体的质量，kg； y——流体的体积，m3。 任何流体的密度都与温度和压力有关，但压力的变化对液体密
度的影响很小(压力极高时除外)，故称液体是不可压缩的流体。工程上，常忽略压力对液体的影响，认为液体的密度只是温度的函数。例如，纯水在277K时的密度为1000kg／m3，在293K时的密度为998．2kg／m3，在373时的密度为958．4kg／ms。因此，在检索和使用密度时，需要知道液体的温度。对大多数液体而言，温度升高，其密度下降。 液体纯净物的密度通常可以从《物理化学手册》或《化学工程手册》等查取。液体?昆合物的密度通常由实验测定，例如比重瓶法、韦氏天平法及波美度比重计法等。其中，前两者用于精确测量，多用于实验室中，后者用于快速测量，在工业上广泛使用。 在工程计算中，当混合前后的体积变化不大时，液体混合物的密度也可由下式计算，即： 式中ρ—液体混合物的密度，kg／ms； ρ1、ρ2、ρi、ρn——构成混合物的各纯组分的密度，ks／m3； w1、w2、wi、wn——混合物中各组分的质量分数。 气体具有明显的可压缩性及热膨胀性，当温度、压力发生变化
第1章流体及其主要物理性质 一、概念 1、什么是流体？什么是连续介质模型？连续介质模型的适用条件； 2、流体粘性的定义；动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式；理想流体的 定义及数学表达；牛顿内摩擦定律（两个表达式及其物理意义）；粘性产生的机理，粘性、粘性系数同温度的关系；牛顿流体的定义； 3、可压缩性的定义；体积弹性模量的定义、物理意义及公式；气体等温过程、 等熵过程的体积弹性模量；不可压缩流体的定义及体积弹性模量； 4、作用在流体上的两种力。 二、计算 1、牛顿内摩擦定律的应用－间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动。 第2章流体静力学 一、概念 1、流体静压强的特点；理想流体压强的特点（无论运动还是静止）； 2、静止流体平衡微分方程，物理意义及重力场下的简化； 3、不可压缩流体静压强分布（公式、物理意义），帕斯卡原理； 4、绝对压强、计示压强、真空压强的定义及相互之间的关系； 5、各种U型管测压计的优缺点； 6、作用在平面上的静压力（公式、物理意义）。
二、计算 1、U型管测压计的计算； 2、绝对压强、计示压强及真空压强的换算； 3、平壁面上静压力大小的计算。 第3章流体运动概述 一、概念 1、描述流体运动的两种方法（着眼点、数学描述、拉格朗日及欧拉变数）； 2、流场的概念，定常场、非定常场、均匀场、非均匀场的概念及数学描述； 3、一元、二元、三元流动的概念； 4、物质导数的概念及公式：物质导数（质点导数）、局部导数（当地导数）、对 流导数（迁移导数、位变导数）的物理意义、数学描述；流体质点加速度、不可压缩流体、均质不可压缩流体的数学描述； 5、流线、迹线、染色线的定义、特点和区别，流线方程、迹线方程，什么时候 三线重合；流管的概念； 6、线变形的概念：相对伸长率、相对体积膨胀率公式，不可压缩流体的相对体 积膨胀率应为什么？旋转的概念：旋转角速度公式，什么样的流动是无旋的？ 角变形率公式。 7、微分形式连续方程的适用条件、物理意义、公式及各种简化形式。 二、计算 1、物质导数的计算，如流体质点加速度或流体质点某物理量对时间的变化率；
中国石油大学油层物理实验报告 实验日期： 2012.11.26 成绩： 班级：石工10-15班 学号： 10131504 姓名： 于秀玲 教师： 张俨彬 同组者： 秘荣冉 张振涛 宋文辉 地层油高压物性测定 一、实验目的 1.掌握地层油高压物性仪的结构及工作原理； 2.掌握地层油的饱和压力、单次脱气的测定方法； 3.掌握地层油溶解气油比、体积系数、密度等参数的确定方法； 4.掌握落球法测量地层油粘度的原理及方法。 二、实验原理 1.绘制地层油的体积随压力的关系，在泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐 点对应的应力即为泡点压力。 2.使PVT 筒内的压力保持在原始压力，保持压力不变将PVT 筒内一定量的地层油放入分离瓶中，记录放出油的地下体积，记录分离瓶中分出的油、气的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。 3.在地层条件下，钢球在光滑的盛有地层油的标准管中自由下落，通过记录钢球的下落时间，由下式计算原油的粘度： t k )(21ρρμ-= 其中 μ- 原油动力粘度，mPa ·s; t- 钢球下落时间，s ； ρ1、ρ2- 钢球和原油的密度，g/cm 3； k- 粘度计常数，与标准管的倾角、钢球的尺寸及密度有关。 三、实验流程 图一 高压物性试验装置流程图
四、实验步骤 1.泡点压力测定 ⑴粗测泡点压力 从地层压力起以恒定的速度退泵，压力以恒定速度降低，当压力下降到速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。稳定后的压力即为粗测的泡点压力。 ⑵细测泡点压力 A.升压至地层压力，让析出的气体完全溶解到油中。从地层压力开始降压，每降低一定压力（如2.0MPa）记录压力稳定后的泵体积读数。 B.当压力降至泡点压力以下时，油气混合物体积每次增大一定值（如5cm3）,记录稳定后的压力（泡点压力前后至少安排四个测点）。 2.一次脱气 ⑴将PVT筒中的地层原油加压至地层压力，搅拌原油样品使温度、压力均衡，记录泵的读数； ⑵取一个干燥洁净的分离瓶称重，将量气瓶充满饱和盐水； ⑶将分离瓶安装在橡皮塞上，慢慢打开放油阀门，保持地层压力不变排出一定体积的地层油，当量气瓶液面下降200ml左右时，关闭放油阀门，停止排油。记录计量泵的读数； ⑷提升盐水瓶，使盐水瓶液面与量气瓶液面平齐，读取分离出的气体体积，同时记录室温、大气压； ⑸取下分离瓶，称重并记录。 3.地层油粘度测量 ⑴将地层油样转到落球粘度计的标准管中，加热至地层温度； ⑵转动落球粘度计使带有阀门的一端（上部）朝下，按下“吸球”开关，使钢球吸到上部的磁铁上； ⑶转动落球粘度计使其上部朝上，固定在某一角度。按下“落球”开关，钢球开始下落，同时计时开始。当钢球落到底部时自动停止计时，记录钢球下落时间。重复3次以上，直到测得的时间基本相同。 五、数据处理与计算 1.泡点压力的确定： 根据测定的一系列压力P和相应的累积体积差ΔV，绘制P-ΔV关系图，由曲线拐点求出泡点压力值。 表一压力与体积关系测定原始记录 地层温度：40.0℃地层压力：12MPa 粗测泡点压力P b=2.6 MPa 由P和ΔV的数据得出P-ΔV关系图，如图2所示：
第一章流体及其主要物理性质主要内容： ?预备知识：单位制及其换算关系 ?流体的概念 ?流体的主要物理性质 ?作用在流体上的力 预备知识 1、单位制 CGS=Centimeter-Gram-Second(units) 厘米-克-秒(单位制) MKFS=Meter-Kilogram-Force-Second(units) 米-千克力-秒(单位制) MKS =Meter-Kilogram-Second(units) 米-千克-秒(单位制) 2、换算关系 力：1公斤力＝9.8牛顿＝9.8×105达因 1克力＝980达因 1公斤力＝1000克力 质量：1公斤力·秒2/米＝9.8×103克 1千克＝0.102公斤力·秒2/米
第一节流体的概念 一、流体的概念 自然界的物质有三态：固体、液体、气体 从外观上看，液体和气体很不相同，但是从某些性能方面来看，却很相似。流体与固体相比，分子排列松散，分子引力较小，运动较强烈，无一定形状，易流动，只能抗压，不能抗拉和切。 流体：是一种受任何微小剪切力都能连续变形的物质。它是气体和液体的通称。 二、流体的特点 温度对粘性的影响：产生粘性的主要因素不同 （1）气体：T升高，μ变大分子间动量交换为主 （2）液体：T升高，μ变小内聚力为主 三、连续介质假设——连续性说明（稠密性假设） 1、假设的内容：1753年欧拉（数学家） 从微观上讲，流体由分子组成，分子间有间隙，是不连续的，但流体力学是研究流体的宏观机械运动，通常不考虑流体分子的存在，而是把真实流体看成由无数连续分布的流体微团（或流体质点）所组成的连续介质，流体质点紧密接触，彼此间无任何间隙。这就是连续介质假设。 流体微团（或流体质点）：基本单位 宏观上足够小（无穷小），以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点；