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中国石油大学油层物理实验报告

实验日期：成绩：
班级：石工班学号：姓名：教师：付帅师
同组者：
液体粘度及流变性测定实验

一.实验目的

1．学会旋转粘度计使用方法，测定脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度。
2．掌握粘度随温度变化的规律。.

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。

三．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。若估计不出液体的大
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。原则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，表示溢出或不足，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。

四．实验步骤

1.实验准备。
2.预热10分钟。
3.将转子接到粘度计上，按左旋方向上紧（注意保护转子）。
4.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。
5.改变温度，重复测量,记录实验数据。
五．数据处理与计算

（一）旋转粘度计法数据处理：

表一液体粘度与流变性测定原始记录表

编号温度，℃转子，#转速，RPM粘度，mPas百分比，%
121.8212.0196078.7
227.8212.0131052.0
335.0212.056022.2
446.0212.029211.6

根据上述数据绘制μ-T（粘度-温度）曲线：
表二T与μ数据表
温度T/℃21.827.835.046.0
粘度μ/mPas19601310560292

曲线观察结果：
由上图中的μ-T曲线可以得出，在其余条件一定的情况下，随着温度的升

高，流体的粘度逐渐降低，然而粘度降低的速度却越来越慢，μ-T曲线并不是
一条理想的直线。

（二）毛细管粘度计法数据处理：

表三毛细管粘度计法原始数据记录表
编号16下落时间t1/s156.00
粘度计常熟C0.03292下落时间t2/s155.50
密度/(g/cm^3)0.8455下落时间t3/s155.06

计算原油流动时间的平均值t:
因为t1、t2、t3三者数据相差不超过0.1s，故此组时间数据均符合要求
得：t=(t1+t2+t3)/3=(156.00+155.50+155.06)/3=155.52(s)
计算原油流体的动力粘度μ：
得:μ=ρCt=0.8455*0.03292*155.52=4.329(mPa·s)

六.小结

出师表

两汉：诸葛亮

先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣