1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强;矿物质含量越多，光泽越暗;风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。
5.硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5;无烟煤的硬度最大，接近4。
6.脆度是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。
7.断口是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。
8.导电性是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导电性
第一章习题 1. 中国能源结构、煤炭资源的分布特点及生产格局、能源发展战略是什么？P1 答：中国能源结构：煤炭资源比较丰富，油气资源总量偏少。（富煤、贫油、少气） 煤炭资源的分布：东少西多，南贫北丰，相对集中。 生产格局：北煤南运，西煤东调。 能源发展战略：节能优先、结构多元、环境友好。 2. 煤炭利用带来的环境问题有哪些？ 答：煤炭利用带来的环境问题如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、烟雾等。 3. 何谓洁净煤技术？有哪些研究内容？ 答：洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。 洁净煤技术的主要包括：煤炭开采、煤炭加工、煤炭燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理等。如：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池等。 4. 煤化学的主要研究内容？P4 答：煤化学是研究煤的生成、组成（包括化学组成和岩相组成）、结构（包括分子结构和孔隙结构）、性质、分类以及它们之间相互关系的科学。广义煤化学的研究内容还包括煤炭转化工艺及其过程机理等问题。 第二章习题 1. 煤是由什么物质形成的？P6 答：煤是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石和炭化了的树干；煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成的薄片可以看到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤是由高等植物变来的。 2. 按成煤植物的不同，煤可以分几大类？ P12 答：按成煤植物的不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。 腐植煤：高等植物 腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物 3. 简述成煤条件。P20-21 答：煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理和古构造等条件。 古植物：大量植物的持续繁殖 古气候：温暖、潮湿的气候环境 古地理：沼泽和湖泊 古构造：合适的地壳升降运动
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；
第一章煤的种类，特征和生成 1 按成煤植物的不同，煤可以划分几大类，其主要特征有何不同？ 2 按煤化程度，可以将腐殖煤划分为几大类，请两两比较其区分标志。 3 主要的成煤期及其代表性植物是什么？ 4 低等植物与高等植物的族组成有何区别？ 5 植物的族组成在成煤过程中发生了什么变化？ 6 成煤的地质年龄与煤的变质程度是否一致，为什么？ 7 腐殖煤的成煤过程主要分哪两个阶段，各阶段发生的主要变化是什么？ 8 泥炭化阶段发生的主要生物化学变化有哪几种类型？ 9 在泥炭化阶段，为什么氧化分解一般不会进行到底？ 10 煤的变质因素有哪些？对煤的变质程度有何影响？ 11 煤化度与变质程度有何异同？ 12 煤的变质类型对成煤有什么意义？ 13 泥炭的堆积环境对煤质有什么影响？ 14 何谓煤的还原程度，强还原妹有什么特征？ 15 凝胶化与丝炭化对煤中显微组分的形成有什么作用？ 16 什么是中国煤的多阶段变质演化，它对中国煤质分布有什么影响？ 17 什么是煤化作用跃变，分哪几个阶段？ 18 煤化作用跃变对煤质有什么影响？ 19 影响成煤期有哪些主要因素？ 20 中国有哪几个主要的聚煤期，列举各主要的聚煤期的5个著名煤田。 第二章煤的工业分析和元素分析 1 试述煤的工业分析的基本思想 2 煤的元素分析的基本思想 3 煤中水分存在的形态分哪几种，他们与水分脱除的难易程度有什么关系？ 4 最高内在水分MHC与煤的煤化度有什么关系？ 5 煤中矿物质有哪几种来源，洗选脱除的难易程度有什么不同，矿物质的来源与煤中灰分的种类有什么关系？ 6 煤中矿物质的化合物类型有哪几种？请写出其代表性化合物的名称与分子式 7 选煤有哪几种工业生产方式，一般选煤工艺有哪些产品和副产品 8 灰分的组成与灰熔点有什么关系，这种关系有何工业意义？ 9 煤中常量元素与微量元素是如何分类的，各有哪些主要的元素 10 煤中有哪些主要的有害微量元素，按危害程度应如何分类 11 煤中碳和氢的测定的原理，并说明试验中可能产生的误差及减小误差的方法 12 煤中的氮完全以有机氮的形式存在，对否？理由 13 没中毒额硫有哪几种存在形态，煤中的硫分队煤的应用有什么影响？ 14 没种的硫或磷过多时，通过焦炭与高炉冶炼进入钢铁后，对产品质量有什么影响 15 什么是基准，煤的分析数据为何要用基准表示？ 16 基准的常用形式因利用场合不同而异，请写出各种基准的适用场合 17 画出基准关系图，并说明换基计算的基本思想和适用场合 18 第三章煤的物理性质和物理化学性质 1 为什么说煤的所有宏观性质均在一定程度上与煤的密度有关 2 煤的密度有哪几种表示方法，与煤的空隙率有何关系
煤炭的物理和化学性质 一、煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。 1.颜色——是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。 2.光泽——是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。 3.粉色——指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。 4.比重和容重——煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。 5.硬度——是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。 6.脆度——是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。 7.断口——是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。 8.导电性——是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导电性。 二、煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。 煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。此外，还有极少量的磷和其他元素。煤中有机质的元素组成，随煤化程度的
第六章煤的物理性质和物理化学性质 煤是我国的主要能源，又是冶金和化工等行业的重要原材料。煤的物理性质和物理化学性质是确定煤炭加工利用途径的重要依据。 煤的物理性质主要包括:煤的密度，煤的硬度，煤的热性质，煤的电磁性质，煤的光学 性质等;煤的物理化学性质主要指煤的润湿性、润湿热和孔隙率等。 煤的物理性质和物理化学性质与下面几个主要因素有关:①煤的成因因素，即原始物料 及其堆积条件;②煤化程度或变质程度;③灰分(数量、性质与分布)、水分和风化程度等。 一般来说，煤的成因因素与煤化程度是独立起作用的因素。但是变质程度愈深，用显微镜所观察到的各种成因上的区别则变得愈小，并且这些区别对于物理与物化性质的影响也愈小。因此，在煤化作用的低级阶段，成因因素对煤的物理和物化性质的影响起主要作用;在煤化作用的中级阶段，变质作用成为主要因素;而在煤化作用的高级阶段，成因上的区别变 得很小，变质作用成为唯一决定煤的物理及物化性质的因素。 研究煤的物理和物理化学性质首先是生产实践的需要，因为它们与煤的各种用途有密切 的关系，了解煤的物理与物化性质对煤的开采、破碎、分选、型煤制造、热加工等工艺也有 很大的实际意义，同时也是煤化学理论的需要，因为这些性质与煤的成因、组成和结构有内在的联系，可以提供重要的信息。 第一节煤的密度 煤的密度因研究目的和用途不同，可分为真相对密度、视相对密度和散密度。 一、煤的真相对密度 (一)真相对密度的基本概念 在20 ℃时，单位体积(不包括煤中所有孔隙)煤的质量与同体积水的质量之比，叫做煤 的真相对密度，用TRD表示。真相对密度是煤的主要物理性质之一，在研究煤的分子结构、 确定煤化程度、制定煤的分选密度时，都会用到煤的真相对密度。 用不同物质(例如氮、甲醇、水、正己烧和苯等)作为置换物质测定煤的密度时所得的结 果是不同的。通常以氮作为置换物所测得的结果叫煤的真相对密度。因为煤中的最小气孔的直径约为O.5～1 nm，而氮分子直径为0.178 nm，因此氮能完全进入煤的孔隙内。另外.由于煤不能将氮吸附在其表面上，因此吸附对于密度测定的影响也就被排除了。 在研究煤质时，为了排除煤中矿物质的影响，有时用到纯煤真相对密度的概念。它是指煤的有机质的真相对密度，用(TRD)daf表示。可从TRD和煤的灰分等进行计算，公式如下: 式中d A——灰的平均真相对密度，无数据时可取为 3.0; A d——干燥基灰分产率，%。 有时用下式估算纯煤的真相对密度: (二)真相对密度的影响因素 影响煤真相对密度的因素有成因类型、煤岩组成、矿物质、煤化程度等。 l.成因因素的影响 不同成因的煤真相对密度是不同的，腐植煤的真相对密度总比腐泥煤大。例如除去矿物质的纯腐植煤的真相对密度在l.25以上，而纯腐泥煤的真相对密度一般小于 1.2。 2.煤化程度的影响
煤的性质符号 下面列出经常出现的各种符号的全称、各基准间的相互关系及其换算公式。供翻阅资料时参考。 一、经常出现的各种符号。
二、各种煤的发热量 1、发热量与煤种关系：在腐殖煤中，煤的发热量随煤化程度增高的变化规律是由小到大再到小： 褐煤到焦煤，阶段发热量随煤化程度增高而增大，焦煤最高达37.05（MJ/㎏）。原因：褐煤→焦煤，氢（H）元素含量变化不大，但碳（C）元素含量明显增加，而氧（O）元素含量大幅减少，导致煤的发热量逐渐增大。 焦煤到无烟煤阶段，发热量随煤化程度增高而略有减小。原因：焦煤→无烟煤阶段，（C）含量仍在增加，（O）含量继续下降，但幅度减小；同时，（H）含量却在明显下降，由于（H）的发热量是（C）发热量的3.7倍，所以煤的发热量缓慢降低。
2、煤的发热量是表征煤炭特性的综合指标，是低煤化程度的煤（褐煤与长焰煤）的分类指标之一。在煤的燃烧或转化过程中，常用发热量来计算热平衡、热效率及耗煤等。它是锅炉设计、燃烧设备选型的重要依据，是评价动力用煤质量好坏的一个重要参数，也是动力用煤计价的重要依据。 A：煤中矿物质越多（灰分产率越高），煤的发热量越低。因为在煤燃烧过程中，煤中矿物质大多数都需吸热分解。 一般灰分产率（A）每增加1%，其发热量降低约370J/g。 3、影响发热量的因素 M：煤中水分含量高，煤的发热量降低。因为煤燃烧时，水汽化时要吸收热量。一般煤的水分每增加1%其发热量降低370 J/g。 Q：煤风化以后，煤的发热量降低。因为煤中的氧（O）含量显著增加，C、H含量降低，导致煤的发热量降低。 4、煤化程度基本相同时，腐泥煤和残殖煤的发热量通常比腐殖煤的发热量高。例如江西乐平产的树皮残殖煤，其发热量可达37.93MJ/㎏。
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
煤炭的物理性质 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
煤炭的物理性质 煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。 1.颜色：是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。 2.光泽：是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。 3.粉色：指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。 4.比重和容重：煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。 5.硬度：是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。 6.脆度：是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。 7.断口：是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。 8.导电性：指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急
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：
第二章习题 1. 煤是由什么物质形成的？P6 答：煤是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石和炭化了的树干；煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成的薄片可以看到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤是由高等植物变来的。 2. 按成煤植物的不同，煤可以分几大类？P12 答：按成煤植物的不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。腐植煤：高等植物腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物 3. 简述成煤条件。P20-21 答：煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理和古构造等条件。古植物：大量植物的持续繁殖古气候：温暖、潮湿的气候环境 古地理：沼泽和湖泊古构造：合适的地壳升降运动 4. 由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化？P22 答：由高等植物形成煤，要经历泥炭化作用和煤化作用两个过程。 泥炭化作用过程：高等植物→泥炭 煤化作用过程又分为成岩作用和变质作用两个阶段。成岩作用阶段：泥炭→褐煤；变质作用阶段：褐煤→无烟煤。 5. 泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质是什么？P22、P25、P26 答：泥炭化作用是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。 成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下沉的速度超过植物堆积速度时，泥炭将被黏土、泥砂等沉积物覆盖。无定形的泥炭在上覆无机沉积物的压力作用下，逐渐发生压紧、失水、胶体老化硬结等物理和物理化学变化，转变为具有岩石特征的褐煤的过程。 变质作用：褐煤沉降到地壳深处，受长时间地热和高压作用，组成、结构、性质发生变化，转变为烟煤和无烟煤的过程。 6. 按煤化程度，腐植煤可以分为几大类？它们有哪些区分标志？答：按煤化程度，腐植煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四个大类。 泥炭与褐煤的区分标志：外观上，泥炭有原始植物残体，呈土状；褐煤无原始植物残体，无明显条带。褐煤与烟煤的区分标志：颜色，褐煤呈褐色或黑褐色；烟煤呈黑色。 烟煤与无烟煤的区分标志 特征与标志烟煤无烟煤 颜色黑色灰黑色 光泽有一定光泽金属光泽 外观呈条带状无明显条带 燃烧现象多烟无烟 7. 影响煤变质作用的因素有哪些，对煤的变质程度有何影响？P28 答：影响煤变质作用的因素主要有：温度、时间和压力。 温度是影响煤变质作用的主要因素，存在一个煤变质的临界温度。转变为不同煤化阶段所需的温度大致为：褐煤：40～50 ℃，长焰煤：<100 ℃，典型烟煤：<200 ℃，无烟煤：<350 ℃。 时间是影响煤的重要因素，这里所说的时间是指煤在一定温度和压力条件下作用时
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；
第二章习题 1.煤是由什么物质形成的P6答：煤是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石和炭化了的树干；煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成的薄片可以看到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤是由高等植物变来的。 2.按成煤植物的不同，煤可以分几大类P12 答：按成煤植物的不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。腐植煤：高等植物腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物 3.简述成煤条件。P20-21 答：煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理和古构造等条件。古植物：大量植物的持续繁殖古气候：温暖、潮湿的气候环境 古地理：沼泽和湖泊古构造：合适的地壳升降运动 4.由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化P22 答：由高等植物形成煤，要经历泥炭化作用和煤化作用两个过程。 泥炭化作用过程：高等植物→泥炭 煤化作用过程又分为成岩作用和变质作用两个阶段。成岩作用阶段：泥炭→褐煤；变质作用阶段：褐煤→无烟煤。5.泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质是什么P22、P25、P26 答：泥炭化作用是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。 成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下沉的速度超过植物堆积速度时，泥炭将被黏土、泥砂等沉积物覆盖。无定形的泥炭在上覆无机沉积物的压力作用下，逐渐发生压紧、失水、胶体老化硬结等物理和物理化学变化，转变为具有岩石特征的褐煤的过程。变质作用：褐煤沉降到地壳深处，受长时间地热和高压作用，组成、结构、性质发生变化，转变为烟煤和无烟煤的过程。 6.按煤化程度，腐植煤可以分为几大类它们有哪些区分标志答：按煤化程度，腐植煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四个大类。 泥炭与褐煤的区分标志：外观上，泥炭有原始植物残体，呈土状；褐煤无原始植物残体，无明显条带。褐煤与烟煤的区分标志：颜色，褐煤呈褐色或黑褐色；烟煤呈黑色。 烟煤与无烟煤的区分标志 特征与标志烟煤无烟煤 颜色黑色灰黑色 光泽有一定光泽金属光泽 外观呈条带状无明显条带 燃烧现象多烟无烟 7.影响煤变质作用的因素有哪些，对煤的变质程度有何影响P28答：影响煤变质作用的因素主要有：温度、时间和压力。 温度是影响煤变质作用的主要因素，存在一个煤变质的临界温度。转变为不同煤化阶段所需的温度大致为：褐煤：40～50℃，长焰煤：<100℃，典型烟煤：<200℃，无烟煤：<350℃。时间是影响煤的重要因素，这里所说的时间是指煤在一定温度和压力条件下作用时间的长短。作用时间影响的重要性表现在：温度、压力相同，时间越长，变质程度越高；温度不同，短时间较高温度与长时间较低温度可达到相同的变质程度。
第二章煤储层及其基本物理性质 煤储层是指在地层条件下储集煤层气的煤层。煤储层具有双重孔隙介质、渗透性较低、孔隙比表面积较大、吸附能力极强、储气能力大等特点。 第一节主要内容： 煤储层是由固态、气态、液态三相物质所构成。 固态物质：是煤基质 液态物质：一般是煤层中的水（有时也含有液态烃类物质） 气态物质：即煤层气 一、煤储层固态物质组成： 1、宏观煤岩组成 煤是一种有机岩类，包括三种成因类型： ①主要来源于高等植物的腐植煤 ②主要有低等生物形成的腐泥煤 ③介于前两者之间的腐植腐泥煤 （自然界中以腐植煤为主，也是煤层气赋集的主要煤储层类型） 2、显微煤岩组成 显微煤岩组成包括显微组分和矿物质。 显微组分是在光学显微镜下能够识别的煤的基本有机成分，其鉴别标志包括：颜色，突起，反射力，光学各向异性，结构，形态等。 矿物质是煤及煤储层中含有数量不等的无机成分，主要为黏土类和硫化类矿物，其次为碳酸盐类、氧化硅类矿物以颗粒状。团块状散布于煤中，常见显微条带状产出的黏土矿物。 3、煤的大分子结构 煤中有机质大分子结构基本结构单元（BSU）的骨架结构由缩合芳香体系组成，其基本化学结构为芳香环。 煤中有机质大分子结构基本结构单元的缩聚过程主要起源于三种反应机制：芳构化作用、环缩合作用和拼叠作用。 芳构化作用是指：非芳香化合物经由脱氢生成芳香化合物的作用，可通过碳数不低于六个的链烃的闭环、五圆或六圆脂环和杂环的脱氢等方式实现，是煤中有机质生气的主要机理。 环缩合作用通过单个芳香环间联结、稠环芳香分子间或分子内联结、自由基分子间重新结合等方式得以实现，是中~高级无烟煤阶段芳香体系缩聚的主要机理。 拼叠作用是指基本结构单元之间相互联结而使煤中有机质化学结构短程有序化范围（有序畴）增大的作用，与自由基反应密切相关，是高级无烟煤阶段基本结构单元增大和秩理化程度增高的主要机理。 二、煤储层液态物质组成 煤储层中液态物质包括裂隙、大孔隙中的自由水（油）及煤基质中的束缚水。 在煤化学中，将煤中水划分为三类，即外在水分、内在水分和化合水。外在
煤化学课后习题答案 张双全
第一章习题 1. 中国能源结构、煤炭资源的分布特点及生产格局、能源发展战略是什么？P1 答：中国能源结构：煤炭资源比较丰富，油气资源总量偏少。（富煤、贫油、少气） 煤炭资源的分布：东少西多，南贫北丰，相对集中。 生产格局：北煤南运，西煤东调。 能源发展战略：节能优先、结构多元、环境友好。 2. 煤炭利用带来的环境问题有哪些？ 答：煤炭利用带来的环境问题如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、烟雾等。 3. 何谓洁净煤技术？有哪些研究内容？ 答：洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。 洁净煤技术的主要包括：煤炭开采、煤炭加工、煤炭燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理等。如：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池等。 4. 煤化学的主要研究内容？P4 答：煤化学是研究煤的生成、组成（包括化学组成和岩相组成）、结构（包括分子结构和孔隙结构）、性质、分类以及它们之间相互关系的科学。广义煤化学的研究内容还包括煤炭转化工艺及其过程机理等问题。 第二章习题 1. 煤是由什么物质形成的？P6 答：煤是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石和炭化了的树干；煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成的薄片可以看到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤是由高等植物变来的。 2. 按成煤植物的不同，煤可以分几大类？ P12 答：按成煤植物的不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。 腐植煤：高等植物 腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物 3. 简述成煤条件。P20-21 答：煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理和古构造等条件。 古植物：大量植物的持续繁殖 古气候：温暖、潮湿的气候环境
煤炭基础知识试题 一、煤炭概述 一、填空题 1、煤炭是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的________、________和________作用转化而成的一种固体可燃矿产。我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是________、________、________等部门的重要原料。 2、煤炭转变阶段分为：________、________。 3、煤的变质程度与含碳量关系，C/%(可燃基) 是泥炭________、褐煤________、烟煤________、无烟煤________。 4、1958年，国家颁布了以炼焦用煤为主的分类方案：________、________。 5、1986年，国家重新颁布了从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准，将自然界中的煤划分为14大类，分别为：________、________、________、________、________、________、________、________、________、________、________、________、________、________。 二、选择题 1、成煤序列确的是：（） A植物→褐煤→泥炭→无烟煤→烟煤 B植物→褐煤→无烟煤→烟煤→泥炭 C植物→泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤 D植物→泥炭→褐煤→无烟煤→烟煤 2、煤炭泥化阶段的转变条件是（）
A 水中、细菌，数千年到数万年 B 地下(不太深)，数百万年 C 地下(深处) 数千万年以上 D 地下(深处),数千年到数万年 3、煤炭煤化阶段成岩分阶段的主要影响因素是（） A 水中、细菌，数千年到数万年 B 温度、压力、时间，化学作用为主 C 生化作用 D 压力(加压失水)，物化作用为主 4、煤炭煤化阶段变质分阶段的主要影响因素是（） A 水中、细菌，数千年到数万年 B 温度、压力、时间，化学作用为主 C 生化作用 D 压力(加压失水)，物化作用为主 5、煤主要由( )和一些稀有元素和矿物质组成。 (多选) A碳(C) B氮(N) C氧(O) D硫(S) E氢(H) 6、从工业分析可以测定出煤中( )的含量。(多选) A水分 B灰分 C挥发分 D固定碳 7、是煤化程度最低的煤（） A褐煤 B长焰煤 C气肥煤 D弱粘煤 8、（）还可以作农田、果园的有机肥料。 A 一号无烟煤 B 二号褐煤 C一号褐煤 D三号无烟煤 9、（）挥发分含量很高，没有或只有很小的粘结性，胶质层厚度不超过5mm,易燃烧，燃烧时有很长的火焰。可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。 A 气煤 B 长焰煤 C褐煤 D无烟煤 10、( )水分大，没有粘结性，加热时基本上不产生胶质体，燃烧时发热量较小，含有一定的次生腐殖酸。