流体粘度及流变性测定实验.doc

中国石油大学油层物理实验报告

实验日期：成绩：

班级：石工11-5学号姓名：曹士文教师：付帅师

同组者：王晓强郑德浪姚强

液体粘度及流变性测定实验

一.实验目的

1．掌握流体流变曲线的测定原理和方法。

2．加深了解旋转粘度计的原理及使用，正确测量脱气原油在不同温度下和不同剪切速度下的粘度。

二．实验原理

液体粘度分为动力粘度和运动粘度，动力粘度是指做相对运动的两液层间单位面积上的内摩擦力τ与速度梯度的比值，即：μ=τ/(dυ/dy

式中μ——液体的动力粘度，Pa?s

τ——剪切应力，N/m2;

dυ/dy——相距为dy的两液层间的速度梯度，1/s。

当式〔2-3-1〕中各参数的单位采用CGS〔厘米-克-秒〕制单位时，粘度的单位为泊，符号为P。常用粘度单位为mPa?s，各粘度单位间的转换如下：

1mPa?s=0.001Pa?s1P=100cP(厘泊)1cP=1mPa?s

运动粘度是指在相同的温度下流体的动力粘度与其密度的比值，单位为m2/s,在CGS制单位下为cm2/s。

仪器设备

旋转粘度计主要用于测试脱气液体在恒定温度和恒定剪切速度下的粘度，也可用于测试不同剪切速度下的粘度。

〔一〕实验仪器

所用实验仪器由旋转式粘度计和水浴组成。仪器的构造如下列图：

图一旋转粘度计结构图

〔1〕粘度计机头水准泡；

〔2〕液晶显示屏；

〔3〕外罩；

〔4〕转子保护架；

〔5〕主机底座；

〔6〕微型打印机；

〔7〕粘度计机头；

〔8〕操作键盘；

〔9〕转子连接头；

〔10〕转子；

〔11〕主机底座水平调节旋钮〔使水准泡居中〕

1、旋转式粘度计工作原理

旋转式粘度计由电机经变速带动转子作恒速转动。当转子在某种液体中旋转时，液体会产生作用在转子上的粘性力矩。液体的粘度越大，该粘性力矩越大；反之，液体的粘度越小，该粘性力矩也越小。该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来，经仪器所带的微电脑处理后，可得出被测液体的粘度。

〔二〕仪器的操作和使用

1、准备被测液体〔地面脱气原油〕，将被测液体置于直径不小于70mm，高度不低于125mm的烧杯或直筒形容器中。

2、通过水浴准确控制被测液体的温度。

3、仔细调整仪器的水平，检查仪器的水准器气泡是否居中，保证仪器处于水平的工作状态。

4、估计被测液体的粘度范围，选择适宜的转子和转速。假设估计不出液体的大致粘度时，应视为较高粘度。选用由小到大的转子〔转子号由高到低〕和由慢到快的转速。原那么上高粘度的液体选用小转子〔转子号高〕；低粘度的液体选用大转子〔转子号低〕，快转速。为保证测量精度，测量时量程百分比读数应在10%-100%之间。如测量显示值闪烁，表示溢出或缺乏，应更换量程。

5、缓慢调节升降旋钮，调整转子在被测液体中的高度，直至转子的液面标志〔凹槽中部〕和液面相平为至。

6、选择好转子和转速档位后，按“确定”键，转子开始旋转，仪器开始进行测量。

实验步骤

实验准备

试验步骤

1.预热10分钟。

2.将转子接到粘度计上，按左旋方向上紧〔注意保护转子〕。

3.将温度调至实验所需的温度，待温度升到实验温度时，按确定键开始测量，记录第一个数值。

4.改变温度，重复测量,记录实验数据。

五．数据处理与计算

根据实验记录数据，做出μ—T关系图像。

表一液体粘度与流变性测定原始记录

编号

温度，℃

转子，#

转速，RPM

粘度，mPas

百分比，%

1

26.6

2

30

224

22.4

2

33.5

2

30

126

12.6

3

43.8

2

30

76.3

7.6

4

52.3

2

30

52.4

5.2

2．绘制原油粘度与温度之间的关系曲线。

图表一u-T(粘度_温度)曲线

图表一u-T(粘度_温度)曲线

0

50

100

150

200

250

0

10

20

30

40

50

60

温度T/℃

粘度u/mPas

结论：通过观测，随着温度T的升高逐渐升高，流体粘度u逐渐降低，也就是流动性逐渐变好。通过测算，温度每升高10摄氏度，流体粘度约降低为原来的一半。

六.小结

通过实验的学习，根本掌握了相关实验原理和实验方法，加深了对理论知识的理解，有助于相关流体知识的后续学习和研究。实验过程中由于实验安排问题，没有提前预习，在付老师的指导下，根本完成了实验任务，但实验过程中，由于实验仪器等问题，数据存在误差。但根本原理还是掌握了。可以分析得知：随着温度的升高，流体粘度逐渐降低，流动性变好；温度每升高10摄氏度，流体粘度约降低为原来的一半。