流量過程綜合實驗的裝置圖

A. 陳鑒遠的人物生平

陳鑒遠在完成學業後，婉辭了導師留他繼續在美國搞科研的盛情，沖破當時美國政府對華人返回解放後的中國大陸所設置的重重阻礙，於1950年9月啟程經香港回國。他滿懷熱情回到祖國，以人民的需要為自己的最高理想，一切聽從組織的安排，被分配到上海華東工業部化工處設計室任副主任，並負責南京一個新建保險粉工廠的設計。沒有技術資料，他與交通大學合作進行了鋅粉還原法制保險粉的試驗研究，於1954年初完成了工藝設計。這年2月，該設計室與中央重工業部化工設計公司合並，陳鑒遠隨調北京，任化工設計公司基本化學工業科科長（後機構幾經調整，先後為化工部基本化學工業設計院、化工部北京化工設計院），領導磷肥與硫酸專業的工藝設計。在與有關專業人員的密切合作下，相繼完成了我國第1批大型過磷酸鈣肥料廠及配套的大型硫酸生產裝置的設計，以及萬噸級鈣鎂磷肥廠的通用設計。1958年，根據上級決定，北京化工設計院專設七室，綜合配備工藝、設備、土建等各專業人員，負責國防尖端配套化工新材料生產裝置的開發、設計。陳鑒遠任院副總工程師（1964年任總工程師）兼七室主任。1965年，七室發展為化工部第六設計院，陳鑒遠任院長兼總工程師，直到1978年。在這20年間，他領導有關各專業設計人員先後完成了包括重水等18種國防化工專用產品的開發和40多項工程的設計，及時滿足了原子彈、氫彈、導彈、飛機及其他國防軍工的需要。
1978年3月，陳鑒遠調任化工部二局副局長，主管化工新材料科技工作。通過調查研究，他發現我國的化工新材料工業，包括為國防軍工配套發展起來的軍民通用的化學產品，與發達國家有很大差距：主要是生產規模很小，產品質量不穩定，成品率很低，生產成本很高。這些問題，很不利於保證國防軍工發展的要求，更不能適應迅速發展的民用工業對化工新材料的迫切需要。為此，陳鑒遠提出了發展化工新材料大型化、促進軍轉民的建議，積極倡導開發化工新材料大型化技術，組織制訂了化工新材料研究開發規劃，並親自組織、協調、指導千噸級有機氟、萬噸級有機硅、異丁醛制有機玻璃等重點項目的技術開發工作。通過各有關單位廣大職工的努力，化工新材料大型化不斷獲得進展，許多產品的質量和成品率逐漸提高，生產成本不斷降低，軍轉民工作取得了顯著效果。從1978年到1982年，化工新材料總用量中，用作民品的比重，從15%提高到了85%。 1982年，陳鑒遠調任北京化工學院院長。他倡導教學與科研相結合，以科研帶動和提高教學水平；推動開展了超臨界萃取、激光化學、碳纖維等高新技術領域的研究工作；大力邀聘了一批有為的青年科技人員來校執教；積極培養學術帶頭人；努力開展與外國有關高等院校和科研單位間的學術交流與合作；開始招收和培養博士研究生。陳鑒遠還親自指導研究生進行碳纖維結構與性能研究，並爭取到聯合國開發署資助建立了碳纖維研究室。通過這些工作，顯著提高了這個學校的科研與教學水平，對更好培養化工科技人才起了重要作用。1985年3月，陳鑒遠調到化工部技術委員會任副主任委員，參與化工科技發展規劃和重大科技問題的研究，並負責一些重點科研開發項目的組織協調和指導工作，其中包括繼續組織那些化工新材料大型化技術開發重點項目。在他的組織協調和指導下，通過有關單位廣大職工的努力，千噸級聚四氟乙烯已開發成功，並建成3套裝置陸續投產。異丁醛制有機玻璃已完成中間試驗；一步法三聚氯氰中試已投料試車一次成功，得到合格產品。兩者都具備了建設大型工業裝置的條件。萬噸級有機硅裝置也已投料試車。
除本職工作外，陳鑒遠還兼任了許多職務，承擔了許多社會工作。其中重要的有：國家科委化工組成員及其新型化工材料專業組副組長；國家自然科學基金會委員會化學工程學科評審組成員；國務院學位委員會第1屆學科評議組成員；國家科學技術進步獎評審委員會委員；北京化工學院名譽教授；中國自然科學名詞審定委員會委員兼化工編委會主任委員；中國化工學會理事、名譽理事，兼教育與科普委員會主任委員；《中國科技專家傳略》工程技術編委會委員和化工卷編委會主編。 中華人民共和國成立之初，全國除台灣外，沒有磷肥生產。為發展農業，迫切需要生產供應磷肥。1953年，國家決定重點建設江蘇錦屏磷礦，開展磷肥試驗研究，籌建磷肥廠。
陳鑒遠剛到化工設計公司基本化學工業科，就承擔了生產規模分別為40萬噸和20萬噸過磷酸鈣、配套硫酸8萬噸和4萬噸的兩個大型磷肥廠的工藝設計任務。當時，全公司和全科除一位前蘇聯顧問專家外，都沒有搞磷肥的經驗，也沒有設計大型工程的經驗；全科90%以上的設計人員都是剛參加工作的大中專畢業生；沒有磷肥工業的系統技術資料，各種設計基礎資料也極其缺乏；建廠需要的專業設備，以至許多通用設備、機械和管閥件，都沒有現成產品，也沒有製造圖紙，全得從頭設計。陳鑒遠在同前蘇聯專家及項目設計總負責人密切合作的基礎上，從組織設計人員學習設計方法、查閱文獻、參加科研與中試、整理資料做起。他親自主持、參加研究決定重要技術方案，逐一核查工藝數據、計算，以及對各輔助專業提出的設計條件，審閱每張設計圖紙，處理設計、施工、試車中出現的各種問題、做了大量艱苦細致的工作。這兩個廠的設計，採用了先進的配酸、混料系統，立式攪拌，回轉化成，旋窯乾燥，尾氣處理與回收，硫鐵礦沸騰焙燒，電除塵除霧，固體物料機械化裝卸運輸和投料，機械化翻堆等新工藝技術，都傾注了他的心血。對於解決工藝介質強腐蝕問題，龐大的專用設備、塔器、大型機械以及高料倉、帶行車的大跨度廠房和熟化倉等重型建築物和構築物的設計、製造和施工中的許多困難問題，他也出了許多好主意，付出了辛勤勞動。1958年5月和6月，兩廠相繼在南京和太原建成投產，生產規模和技術先進性都達到了當時的國際水平。
在此期間，陳鑒遠和設計人員還在總結國內廣泛開展的鈣鎂磷肥研製工作經驗的基礎上，選用高爐法熔煉技術於1958年4月編制出年產1萬噸鈣鎂磷肥裝置的通用設計，當年就在北京化工實驗廠、昆陽磷肥廠和九江磷肥廠分別建成鈣鎂磷肥車間投人生產。隨後，在各地推廣建設了許多鈣鎂磷肥廠。
大型過磷酸鈣肥料廠和萬噸級高爐法鈣鎂磷肥裝置的設計和投產，有效地培養鍛煉了年輕的設計隊伍，有力地促進了我國磷肥工業的發展。我國的磷肥工業在50年代初期的處女地上發展到1965年，產量躍居到了世界第4位。 重水，即氧化氘，是核反應堆的中子慢化劑與冷卻劑，也是氫彈中的核炸葯氘化鋰的原料。它在天然水中含量僅為七千分之一。製取高濃度重水，難度很大，直到現在也只有少數發達國家能夠生產，而其技術則絕對保密，產品也長期對我國嚴密封鎖。1959年初，陳鑒遠接受了設計水電解交換法製取重水中試裝置的任務。他在七室組成一個包括工藝、設備、自控、土建、電氣等各專業年輕技術員的設計組，共20多人，到現場參加模型試驗，邊學習，邊做中試裝置設計。之後又參加中試施工、調試。對這項中試，陳鑒遠先後提出了不少重要意見和建議。1963年5月，打通了流程。年底，得到了含量為99．8%的重水，並取得了建大廠所需的重要數據和經驗。
1963年4月，為了加快核工業的發展，有關部組團出國考察，化工部派陳鑒遠參加，試控引進比投資較省、成本較低的重水成套裝置，或者關鍵技術，或者進口重水產品。外國公司在邀請函中原有安排參觀重水裝置的內容，但在考察過程中，對方卻推說：試驗已停了裝置已拆了，研究人員出國了，甚至說他們用的重水也是從美國買來的。結果，考察團既未能參觀，也未能商談引進裝置，進口重水產品也不可能。為了不虛此行，經陳鑒遠提出建議，在瑞士找外國商人洽購一些重水工廠需要而國內短期還不能生產的機、泵、儀表和器材，為自力開發重水技術創造條件。
考察團回國匯報後，國家下定決心自力開發建設重水工廠。當時，對於建設大型重水裝置採用什麼工藝技術方法這個重要決策性問題，有多種不同意見。在化工部確定的先解決產品的有無問題，再解決技術上的先進落後問題這一原則指導下，陳鑒遠組織設計人員廣泛收集資料，並主持對各種生產方法作了技術經濟分析，結合國情提出：水電解交換法雖然比投資大，成本高，但工藝技術已經掌握，設備材料較易解決，是有把握在1965年拿到產品、滿足試制氫彈要求的唯一方法，應首先建成投產；硫化氫雙溫交換法工藝流程復雜，介質劇毒並有腐蝕性，高溫、低溫、高壓及流量控制要求嚴，工藝及設備材料尚待研究解決，但比投資省、成本低，應積極開發建設，以滿足重水型核電站的大量需要。1963年8月，國家批准了自行開發並分別建設這兩種方法生產重水的裝置。陳鑒遠首先抓住水電解交換法，會同有關單位集中力量，盡快完成中間試驗，並組織設計人員正式開展工廠設計。之後，又親自參加設備訂貨、施工安裝和試車。在水電解交換法重水工廠設計中，陳鑒遠選擇了獨特的工藝，使氧化氘濃度由0．0145%濃縮到3%，再富集到80%，最後製得99．8%的重水產品；支持並組織採取措施縮短從投料到出料所需的系統平衡時間；組織研究解決了電槽選型、陽極鍍鎳質量、交換塔的結構選型和貧氘水交換回收氫中氘等重要技術問題。陳鑒遠還建議重要設備材料採取國內試制和國外選購兩手准備。對電解槽鍍鎳陽極板的試制，提出了嚴格的質量要求。在安裝電槽時，他要求設計人員和施工人員一起對每張石棉隔膜進行對光檢查，選用合格品。由於有關領導正確指揮，各單位通力合作，電解交換法重水廠於1965年11月生產出合格重水，比計劃提前了1年，保證了研製氫彈的需要；系統平衡時間僅4個月，比外國同類裝置縮短一半以上時間。
硫化氫雙溫交換法生產重水，我國科研單位1959年開始研究不久，陳鑒遠就派設計人員參加了小試和模試。1962年他組織進行了幾種方法的多方案比較和預設計。上級決定建廠後，初期，陳鑒遠任設計總負責人（他調任第六設計院院長後改由梅寧遠負責）。他在增派人員到現場參加模試和著手中試設計的同時，又在院內組織力量整理模試數據和廣泛收集的文獻資料，加上合理的設想，編制雙溫法重水工廠的模擬技術方案，進行技術經濟分析比較，由此選定工藝流程，提出需要補充試驗的課題，需要中試驗證的內容，需要試制的以及需要進口的設備與器材等等。這些工作，全面系統地弄清了這項工程需要解決的各種問題，對有關各方面下一步的工作安排起了重要指導作用。在此基礎上提出的中試方案，使中試內容大為壓縮，集中到主要驗證同位素交換過程和主要生產控制兩個重點問題上。對於精餾過程，他決定不進行中試，只補充測定有關物性數據、氣液平衡數據和塔板效率數據，補充進行防腐蝕試驗和塔體材料試制。1964年，雙溫交換法中試取得初步成果，逐步開展大廠設計。設計中，通過計算確定交換塔和精餾塔；通過調查運輸途中容許通過能力對高大重型設備的限制，單套裝置的生產能力和單個設備的最大尺寸與重量。塔板計算工作量很大，陳鑒遠積極爭取優先應用北京化工設計院剛拿到的電子計算機來較快完成計算，並大力支持有關設計人員發展計算機輔助設計及開發各種軟體。對於需要試驗研究的問題和需要試制的設備、器材，陳鑒遠作了細致安排，獲得了冶金、機械、化工等部門和中國科學院、軍事醫學科學院等所屬單位以及許多高等院校大力支持，密切配合協作。對於需要進口的設備、器材，陳鑒遠決定分別從幾個國家進口，並組織設計人員配合有關部門出國找外商洽談選購。1968年，大廠施工安裝完成，但在試車中卻陸續暴露出很多問題，相繼發生多起泄漏、著火、中毒事故。事後他分析，設計中的技術抉擇基本上是正確的，但也有一些問題和不足，如異種鋼的焊接，某些填料和密封的選材等。在化工部工作組的領導下，在各單位廣大職工臨危不懼、奮力拚搏、配合協同下，陸續排除了故障，逐個解決了存在問題。1970年6月，生產出了合格產品，建成了具有當代世界先進水平的重水裝置。
1966年，在雙溫交換法重水工廠動工不久，根據發展核工業的需要，決定著手再設計建設第二個雙溫交換法的工廠。1976年11月，該廠順利投產，我國重水生產技術又提高到了新的水平。這項工程設計，1981年被國家建委評為優秀設計，1985年獲國家科技進步一等獎。
為了聯產液氫，以及結合氮肥廠成批建設重水生產裝置，陳鑒遠還組織設計人員與有關部門合作，先後開發成功液氫精餾法和液氨精餾法生產重水的技術，陸續建成多套裝置投入了生產。重水的開發和生產，及時滿足了核工業和航天工業發展的需要，保證了發射核彈、氫彈的要求。通過重水工程，我國較全面地熟練掌握了重水生產技術，培養了一支勇於創新、作風嚴謹細致、能攀登科技高峰的隊伍，也積累了化工技術開發的豐富經驗。 高能燃料是比燃燒能量很大、比沖很高的特種化學品，有液體和固體兩大類，都有易燃易爆的特性。燃燒能量愈高，危險性愈大，生產技術難度也愈大。高能燃料主要用作導彈、火箭發射的動力源。在火箭中其用量約占火箭總重量的80%左右。
1964年初，國家決定建設偏二甲肼的生產裝置。這是我國的第1項高能液體燃料工程。設計工作由陳鑒遠主持。偏二甲肼的生產方法有兩種：一是鋅粉（或氫氣）還原法，國內曾進行過研製，已掌握了生產技術，能少量生產；另一種是氯胺法，當時國內外都在研究中，還沒有人掌握生產技術。採用何種方法建廠，上下左右都有不同看法。陳鑒遠組織技術人員進行深入的調查研究和技術經濟分析後，推薦採用氯胺法，指出：鋅粉還原法技術雖較成熟，但反應中有致癌物質；收率低，原料消耗很大，個別原料還需進口，生產成本太高。氯胺法生產過程沒有劇毒物質；原材料消耗少，成本只有鋅粉法的1/4；生產技術雖然有待研究開發，但其難度和復雜程度並不太高。經化工部研究，同意採用氯胺法。對於氯胺法的技術路線，有氣相法和液相法兩種，氣相法試驗在先。陳鑒遠認為，它雖有優點，但在製取氯胺過程中，有大量氯化銨結晶析出，集結在器壁上，影響反應熱移出，溫度無法控制，副反應劇增，並造成管道堵塞，不能連續運轉，這樣的問題在工程上很難解決，很難實現工業化生產。他積極支持採用液相氯胺法，指出：液相法雖然反應生成物濃度偏低，但可以設法提濃和精製。對於中試方案，陳鑒遠決定不做全流程試驗，只做反應試驗；提濃和精餾只在試驗室補測氣液平衡數據和塔板效率。在工業裝置設計中，他指導設計人員解決了保持等溫反應，及時移出反應熱的問題；他與有關部門合作制定了污水處理方案；組織制定了一套比較簡單而又能保證產品質量的提濃、精餾流程等等。1967年，工程完成了施工安裝。但是，由於文化大革命，試車中困難重重，暴露出跑冒滴漏、儀表不靈不準等許多問題。在化工部領導親臨現場主持下，陳鑒遠組織設計人員對個別工序設計進行了修改，增設了塔間緩沖貯罐，加強了保溫措施等等，並配合生產施工單位一起對工程缺陷進行精心修整，更換了一些有缺陷的設備、材料、儀表。1968年初，試車成功，偏二甲肼投入生產。這一首創的新工藝，長期保持了世界先進水平。10年以後，美國才搞成同樣工藝生產偏二甲肼的裝置。用這一工藝生產出來的產品，為我國東風系列導彈和長征系列火箭的成功發射提供了基本保障。1981年，這個工廠還出口數百噸產品用作火箭的燃料。
液氫，是當代已使用的高能液體燃料中比燃燒能量較大、比沖最高的一種。由於氫的液化溫度很低，在常壓下為零下253℃，不管哪種生產方法都需解決深冷技術問題，需要一些特殊設備、材料。1964年，我國在這些方面還十分薄弱，上級決定採取液氫精餾生產重水的方法聯產液氫。當時，對於原料氣路線，有兩種不同意見：一是以氨合成用的原料氣；二是用水電解製得的氫氣。陳鑒遠提出：前者雖有豐富的原料來源，能耗和成本低，但其中雜質多，高度凈化技術國內還掌握得不夠，風險較大；後者雖然能耗和生產建設費用較高，但有充分把握直接得到高純氫。他強調：建設第一套工業裝置應把技術上穩妥可靠擺在首位，因此積極建議優先開發電解氫路線。對一些重要技術問題，如微量氧的清除、正仲氫轉化、液氫的貯存運輸等等，他都組織設計人員和科研單位共同努力試驗研究，求得滿意的成果。1969年，這套裝置順利建成投產。1972年，以合成氨原料氣為原料的液氫生產裝置，也經陳鑒遠主持開發設計，建成投產。生產出來的液氫，至今還用作運載火箭第三級發動機的高能燃料。
除偏二甲肼和液氫外，陳鑒遠還參與了固體燃料聚硫橡膠、液體燃料胺類化合物，以及過氧化物、硼化物和硝酸酯類化合物等的規劃工作和一些研究開發工作，並作出了貢獻。 40多年來，陳鑒遠領導設計了40多項化工工程，其中有20多項是我國首次建成投產的示範性工程（或稱風險工程），是在他參與下經過科研、中間試驗、設計、施工安裝、調試投產的。通過這些工程開發設計的反復實踐、認識、再實踐、再認識，陳鑒遠逐漸掌握了科學技術轉化為現實生產力這一技術開發過程的規律，創立了一套科學有效的化工技術開發程序。1979年，中國化工學會在南京舉行的一次報告會上，陳鑒遠作了論化工技術開發的報告，首次完整、系統地闡述了化工技術開發的任務、方法、現狀、問題和建議。之後，應化工部秦仲達部長等有關領導約請，他先後在化工部和北京市化工局等單位舉行的一些研究進修班和多次專場報告會上作了報告。《化工進展》、《化工設計》等刊物也相繼發表他的專文，向機關幹部和廣大科技人員介紹技術開發的有關知識。
在這些報告和文章中，陳鑒遠指出：技術開發，是從概念的形成，經過科研、設計、建設，使一項新的技術或新的工藝付諸實施的整個過程，它是使科學技術轉化為生產力的重要環節。技術開發的內容主要包括選題、小型試驗、模型試驗、中間試驗、示範工廠，以及各個階段的技術經濟評價、市場研究和開發、概念設計、基礎設計、建設及試車投產。這些活動可按順序進行，也可以根據需要只做其中幾項工作。
陳鑒遠在他的報告和文章中，詳細闡述了技術開發中各項工作的目的、意義、指導思想、做法和經驗教訓，而且針對長時期化工部門在科學技術轉化為現實生產力方面存在的問題，提出了許多振聾發聵的見解。例如，關於試驗研究，他指出：在技術開發中，試驗研究是必要過程；在化學工業中，將一個新品種或新技術（除極個別情況外）不經試驗研究直接投人工業化的生產，是十分危險的嘗試。同時，他指出：小試主要探索化學問題，解決化學反應的可行性；研究產生的是科學知識而不是產品和工藝過程；利用研究成果，經過工業化的開發和創造，才能產生新的產品和新的工藝過程，由此才能獲得效益，才能使科學技術轉變為生產力。
關於技術經濟評價，陳鑒遠強調在技術開發的各階段要進行多次技術經濟評價來決定下一步工作是否值得繼續進行或立即停止，以減少工作中的盲目性，使浪費減少到最低限度，工作效率也能盡量提高。
陳鑒遠很重視概念設計，即根據小試驗或模型試驗的結果、文獻中的數據、現有類似裝置的操作數據、設計者的合理假設與他們的創造性設想，進行工業規模生產裝置的系統設計。這種概念設計不同於一般工程設計，不能作為施工的依據。主要用以解決以下問題：一是對開發的新工藝進行深入的分析和討論；探討放大技術；提出工業化中可能出現的問題，並分析其中哪些技術是可靠的，還缺哪些數據和需要驗證的技術。二是用系統工程的觀點，吸收、組合有關技術成果，研討改進技術方案，爭取轉化率、收率、能耗、設備投資等的最佳化。三是做出認真的技術經濟分析和市場預測，哪些技術和設備由自己開發，哪些用已有的，哪些需要進口。四是提出中試和補充小試的課題及需要驗證的數學模型、假設及推測，以便集中力量解決最關鍵的問題，增強中間試驗的目的性，大量節省開發費用和時間，並使開發工作做到有把握。
關於中間試驗，陳鑒遠特別強調它是工藝過程開發中的關鍵一步，是開發過程中允許在技術上犯有錯誤的最後一步。中間試驗不是小型試驗或模型試驗的放大，而是工業裝置的縮小。由於實驗技術、測試技術的發展，以及電子計算技術與數學模型的應用，已有可能使大部分試驗只須在實驗室或模型試驗中進行，中試的目的可由求取數據為主逐步轉變為驗證設想、推測及計算的結果為主。為了節省開支和縮短試驗時間，中試應集中解決少數幾個對工程有重要影響的必須驗證的問題，不一定做全流程中試；規模應在滿足放大技術要求下盡量小些；一般的設備器材應求成熟、可靠為主。
關於設計，陳鑒遠指出：用新開發成功的技術，建設第一個工業化生產裝置時，是存在一定風險的。最可能出現的風險是試車期延長，從而加重了經濟負擔。因此，必須精心設計。要盡量採用成熟可靠的通用設備和適用的材質……要充分吸收、消化和正確應用試驗室的成果，引進的先進技術，類似工程的數據和經驗，以及已被證實的概念設計的設想；對重要的問題要進行多方案比較；要解決好工程放大問題；對生產控制和安全要予以足夠重視；三廢處理設施要同時建設。
陳鑒遠提出的這些問題，在廣大幹部和科技人員中引起了強烈的共鳴。他提出的化工技術開發程序和做法受到了高度重視和熱烈歡迎。這種結合國情的化工新技術開發方法在應用化工新工藝、新技術的建設工程中，對於加快科研到工業化的速度，提高投資的經濟效益，具有重要作用和深遠意義。

B. 氣相色譜儀的使用步驟

北京北分天普氣相色譜儀TP-2060

有具體氣象色譜技術參數；

1.打開氮氣、氫氣、空氣發專生器的屬電源開關（或氮氣鋼瓶總閥），調整輸出壓力穩定在

0.4Mpa左右（氣體發生器一般在出廠時已調整好，不用再調整）。

2.打開色譜儀氣體凈化器的氮氣開關轉到「開」的位置。注意觀察色譜儀載氣B的柱前壓上升並

穩定大約5分鍾後，打開色譜儀的電源開關。

3.設置各工作部溫度。

4.點火：待檢測器（按「顯示、換擋、檢測器」可查看檢測器溫度）溫度升到100℃以上後，打開凈化器上的。

5.氫氣、空氣開關閥到「開」的位置。

6.打開電腦及工作站A，打開一個方法文件：TVOC分析方法或苯分析方法。

7.關機程序：首先關閉氫氣和空氣氣源，使氫火焰檢測器滅火。

8.使用熱解吸儀分析標准樣品。

9.樣品分析。

（a）TVOC分析時：首先把解析儀的溫度設置為300℃，把六通閥的開關置於反吹位置，固定好已經採集了現場樣品的熱解析管。

（b）苯分析時：首先把解析管移到加熱爐內加熱，同時開始計時。

C. 氣體粘度怎麼測

當液體內各部分之間有相對運動時，接觸面之間存在內摩擦力，阻礙液體的相對運動，這種性質稱為液體的粘滯性，液體的內摩擦力稱為粘滯力。粘滯力的大小與接觸面面積以及接觸面處的速度梯度成正比，比例系數η稱為粘度（或粘滯系數）。
對液體粘滯性的研究在流體力學，化學化工，醫療，水利等領域都有廣泛的應用，例如在用管道輸送液體時要根據輸送液體的流量，壓力差，輸送距離及液體粘度，設計輸送管道的口徑。
測量液體粘度可用落球法，毛細管法，轉筒法等方法，其中落球法適用於測量粘度較高的液體。
粘度的大小取決於液體的性質與溫度，溫度升高，粘度將迅速減小。例如對於蓖麻油，在室溫附近溫度改變1˚C，粘度值改變約10%。因此，測定液體在不同溫度的粘度有很大的實際意義，欲准確測量液體的粘度，必須精確控制液體溫度。
實驗目的：
1． 用落球法測量不同溫度下蓖麻油的粘度
2． 了解PID溫度控制的原理
3． 練慣用停表記時，用螺旋測微器測直徑
實驗儀器：
變溫粘度測量儀，ZKY-PID溫控實驗儀，停表，螺旋測微器，鋼球若干
實驗原理：
1． 落球法測定液體的粘度
1個在靜止液體中下落的小球受到重力、浮力和粘滯阻力3個力的作用，如果小球的速度v很小，且液體可以看成在各方向上都是無限廣闊的，則從流體力學的基本方程可以導出表示粘滯阻力的斯托克斯公式：
（1）
（1）式中d為小球直徑。由於粘滯阻力與小球速度v成正比，小球在下落很短一段距離後（參見附錄的推導），所受3力達到平衡，小球將以v0勻速下落，此時有：
（2）
（2）式中ρ為小球密度，ρ0為液體密度。由（2）式可解出粘度η的表達式：
（3）
本實驗中，小球在直徑為D的玻璃管中下落，液體在各方向無限廣闊的條件不滿足，此時粘滯阻力的表達式可加修正系數(1+2.4d/D)，而（3）式可修正為：
（4）
當小球的密度較大，直徑不是太小，而液體的粘度值又較小時，小球在液體中的平衡速度v0會達到較大的值，奧西思-果爾斯公式反映出了液體運動狀態對斯托克斯公式的影響：
（5）
其中 ，Re稱為雷諾數，是表徵液體運動狀態的無量綱參數。
（6）
當Re小於0.1時，可認為（1）、（4）式成立。當0.1<Re<1時，應考慮（5）式中1級修正項的影響，當Re大於1時，還須考慮高次修正項。
考慮（5）式中1級修正項的影響及玻璃管的影響後，粘度η1可表示為：
（7）
由於3Re/16是遠小於1的數，將1/（1+3Re/16）按冪級數展開後近似為1－3Re/16，（7）式又可表示為：
（8）
已知或測量得到ρ、ρ0、D、d、v等參數後，由（4）式計算粘度η，再由（6）式計算Re，若需計算Re的1級修正，則由（8）式計算經修正的粘度η1。
在國際單位制中，η的單位是Pa·s（帕斯卡•秒），在厘米，克，秒制中，η的單位是P（泊）或cP（厘泊），它們之間的換算關系是：
1Pa·s = 10P = 1000cP （9）
2．PID調節原理
PID調節是自動控制系統中應用最為廣泛的一種調節規律，自動控制系統的原理可用圖1說明。
e(t) u(t) 操作量

被控量 擾動

圖1 自動控制系統框圖
假如被控量與設定值之間有偏差e(t)=設定值-被控量，調節器依據e(t)及一定的調節規律輸出調節信號u(t)，執行單元按u(t)輸出操作量至被控對象，使被控量逼近直至最後等於設定值。調節器是自動控制系統的指揮機構。
在我們的溫控系統中，調節器採用PID調節，執行單元是由可控硅控制加熱電流的加熱器，操作量是加熱功率，被控對象是水箱中的水，被控量是水的溫度。
PID調節器是按偏差的比例(proportional)，積分(integral)，微分(differential)，進行調節，其調節規律可表示為：
（10）
式中第一項為比例調節，KP為比例系數。第二項為積分調節，TI為積分時間常數。第三項為微分調節，TD為微分時間常數。
PID溫度控制系統在調節過程中溫度隨時間的一般變化關系可用圖2表示，控制效果可用穩定性，准確性和快速性評價。
系統重新設定（或受到擾動）後經過一定的過渡過程能夠達到新的平衡狀態，則為穩定的調節過程；若被控量反復振盪，甚至振幅越來越大，則為不穩定調節過程，不穩定調節過程是有害而不能採用的。准確性可用被調量的動態偏差和靜態偏差來衡量，二者越小，准確性越高。快速性可用過渡時間表示，過渡時間越短越好。實際控制系統中，上述三方面指標常常是互相制約，互相矛盾的，應結合具體要求綜合考慮。
由圖2可見，系統在達到設定值後一般並不能立即穩定在設定值，而是超過設定值後經一定的過渡過程才重新穩定，產生超調的原因可從系統慣性，感測器滯後和調節器特性等方面予以說明。系統在升溫過程中，加熱器溫度總是高於被控對象溫度，在達到設定值後，即使減小或切斷加熱功率，加熱器存儲的熱量在一定時間內仍然會使系統升溫，降溫有類似的反向過程，這稱之為系統的熱慣性。感測器滯後是指由於感測器本身熱傳導特性或是由於感測器安裝位置的原因，使感測器測量到的溫度比系統實際的溫度在時間上滯後，系統達到設定值後調節器無法立即作出反應，產生超調。對於實際的控制系統，必須依據系統特性合理整定PID參數，才能取得好的控制效果。
由（10）式可見，比例調節項輸出與偏差成正比，它能迅速對偏差作出反應，並減小偏差，但它不能消除靜態偏差。這是因為任何高於室溫的穩態都需要一定的輸入功率維持，而比例調節項只有偏差存在時才輸出調節量。增加比例調節系數KP可減小靜態偏差，但在系統有熱慣性和感測器滯後時，會使超調加大。
積分調節項輸出與偏差對時間的積分成正比，只要系統存在偏差，積分調節作用就不斷積累，輸出調節量以消除偏差。積分調節作用緩慢，在時間上總是滯後於偏差信號的變化。增加積分作用(減小TI)可加快消除靜態偏差，但會使系統超調加大，增加動態偏差，積分作用太強甚至會使系統出現不穩定狀態。
微分調節項輸出與偏差對時間的變化率成正比，它阻礙溫度的變化，能減小超調量，克服振盪。在系統受到擾動時，它能迅速作出反應，減小調整時間，提高系統的穩定性。
PID調節器的應用已有一百多年的歷史，理論分析和實踐都表明，應用這種調節規律對許多具體過程進行控制時，都能取得滿意的結果。
儀器介紹
1． 落球法變溫粘度測量儀
變溫粘度儀的外型如圖3所示。待測液體裝在細長的樣品管中，能使液體溫度較快的與加熱水溫達到平衡，樣品管壁上有刻度線，便於測量小球下落的距離。樣品管外的加熱水套連接到溫控儀，通過熱循環水加熱樣品。底座下有調節螺釘，用於調節樣品管的鉛直。

2．開放式PID溫控實驗儀
溫控實驗儀包含水箱，水泵，加熱器，控制及顯示電路等部分。
本溫控試驗儀內置微處理器，帶有液晶顯示屏，具有操作菜單化，能根據實驗對象選擇PID參數以達到最佳控制，能顯示溫控過程的溫度變化曲線和功率變化曲線及溫度和功率的實時值，能存儲溫度及功率變化曲線，控制精度高等特點，儀器面板如圖4所示。
開機後，水泵開始運轉，顯示屏顯示操作菜單，可選擇工作方式，輸入序號及室溫，設定溫度及PID參數。使用 鍵選擇項目， 鍵設置參數，按確認鍵進入下一屏，按返回鍵返回上一屏。
進入測量界面後，屏幕上方的數據欄從左至右依次顯示序號，設定溫度，初始溫度，當前溫度，當前功率，調節時間等參數。圖形區以橫坐標代表時間，縱坐標代表溫度（以及功率），並可用 鍵改變溫度坐標值。儀器每隔15秒採集1次溫度及加熱功率值，並將採得的數據標示在圖上。溫度達到設定值並保持兩分鍾溫度波動小於0.1度，儀器自動判定達到平衡，並在圖形區右邊顯示過渡時間ts，動態偏差σ，靜態偏差e。一次實驗完成退出時，儀器自動將屏幕按設定的序號存儲（共可存儲10幅），以供必要時查看，分析，比較。
3．停表
PC396電子停表具有多種功能。按功能轉換鍵，待顯示屏上方出現符號 且第1和第6、7短橫線閃爍時，即進入停表功能。此時按開始/停止鍵可開始或停止記時，多次按開始/停止鍵可以累計記時。一次測量完成後，按暫停/回零鍵使數字回零，准備進行下一次測量。
實驗內容與步驟
1．檢查儀器後面的水位管，將水箱水加到適當值
平常加水從儀器頂部的注水孔注入。若水箱排空後第1次加水，應該用軟管從出水孔將水經水泵加入水箱，以便排出水泵內的空氣，避免水泵空轉（無循環水流出）或發出嗡鳴聲。
2．設定PID參數
若對PID調節原理及方法感興趣，可在不同的升溫區段有意改變PID參數組合，觀察參數改變對調節過程的影響，探索最佳控制參數。
若只是把溫控儀作為實驗工具使用，則保持儀器設定的初始值，也能達到較好的控制效果。
3．測定小球直徑
由（6）式及（4）式可見，當液體粘度及小球密度一定時，雷諾數Re  d3。在測量蓖麻油的粘度時建議採用直徑1~2mm的小球，這樣可不考慮雷諾修正或只考慮1級雷諾修正。
用螺旋測微器測定小球的直徑d，將數據記入表1中。
表1 小球的直徑
次數 1 2 3 4 5 6 7 8 平均值
d (10-3m)
4．測定小球在液體中下落速度並計算粘度
溫控儀溫度達到設定值後再等約10分鍾，使樣品管中的待測液體溫度與加熱水溫完全一致，才能測液體粘度。
用鑷子夾住小球沿樣品管中心輕輕放入液體，觀察小球是否一直沿中心下落，若樣品管傾斜，應調節其鉛直。測量過程中，盡量避免對液體的擾動。
用停表測量小球落經一段距離的時間t，並計算小球速度v0，用（4）或（8）式計算粘度η，記入表2中。
表2中，列出了部分溫度下粘度的標准值，可將這些溫度下粘度的測量值與標准值比較，並計算相對誤差。
將表2 中η的測量值在坐標紙上作圖，表明粘度隨溫度的變化關系。
實驗全部完成後，用磁鐵將小球吸引至樣品管口，用鑷子夾入蓖麻油中保存，以備下次實驗使用。

表2 粘度的測定 ρ = 7.8×103kg/m3 ρ0 = 0.95×103kg/m3 D = 2.0×10-2m
溫度
（˚C） 時間（s） 速度
(m/s) η (Pa·s)
測量值 *η(Pa·s)
標准值
1 2 3 4 5 平均
10 2.420
15
20 0.986
25
30 0.451
35
40 0.231
45
50
55
* 摘自 CRC Handbook of Chemistry and Physics
附錄 小球在達到平衡速度之前所經路程L的推導
由牛頓運動定律及粘滯阻力的表達式，可列出小球在達到平衡速度之前的運動方程：
（1）
經整理後得：
（2）
這是1個一階線性微分方程，其通解為：
（3）
設小球以零初速放入液體中，代入初始條件（t=0, v=0），定出常數C並整理後得：
（4）
隨著時間增大，（4）式中的負指數項迅速趨近於0，由此得平衡速度：
（5）
（5）式與正文中的（3）式是等價的，平衡速度與粘度成反比。設從速度為0到速度達到平衡速度的99.9%這段時間為平衡時間t0，即令：
（6）
由（6）式可計算平衡時間。
若鋼球直徑為10-3m，代入鋼球的密度ρ，蓖麻油的密度ρ0及40 ºC時蓖麻油的粘度η = 0.231 Pa·s，可得此時的平衡速度約為v0 = 0.016 m/s，平衡時間約為t0 = 0.013 s。
平衡距離L小於平衡速度與平衡時間的乘積，在我們的實驗條件下，小於1mm，基本可認為小球進入液體後就達到了平衡速度。

飛機在空中飛行，樹在微風中搖曳；一切與空氣發生相對運動的物體都會受到與之接觸的空氣層的摩擦力，在摩擦過程中，這一氣層會隨著運動物體一起作適當運動；而與這一氣層接觸的下一氣層，由於分子力的作用，對上一氣層產生的粘滯力，會往相反方向阻礙這種運動；一層一層的影響下去便形成流體中的層流。有時樹欲靜而風不止，有時狂風大作力拔大樹，空氣的粘滯力也是時大時小；太空梭著陸進入大氣層時，空氣的摩擦粘滯阻力可以產生千多度的高溫，可見其作功的威力。表徵流體粘滯力這些特徵的系數叫粘滯系數。在一些力學實驗中，由於空氣粘滯力的影響會帶來一些誤差，所以研究空氣粘滯系數的測定具有一定的實際意義。
本課題要研究空氣粘滯系數及其測定方法，通過研究還要涉及到功能原理的應用，要求利用氣墊導軌來設計幾種方法完成測量，並進行誤差的分析提出自己的見解。
提供儀器及材料
儀器：氣墊導軌；光電計時器；滑塊；物理天平；讀數顯微鏡
材料：米尺、卡尺、量角器
1、什麼叫粘滯系數？液體的粘滯系數測定方法有哪幾種，能否適合空氣粘滯系數的測定？
2、怎樣定性的研究氣軌導軌上滑塊受到空氣粘滯力的作用？
3、從功能原理上分析，氣墊導軌上滑塊的運動速度衰減滿足什麼關系？
4、利用水平導軌來研究空氣粘滯力可以根據什麼原理式，這種方法有什麼局限性？
5、利用傾斜導軌來研究空氣粘滯系數可得什麼實驗原理式，這種方法有什麼困難？
6、有無更好的方法測空氣的粘滯系數，其實驗原理怎麼表達？
7、滑塊與導軌之間的空氣層厚度可以怎麼測？
五、課題內容及指標
1、將氣軌調平，設計實驗方法定性的研究空氣阻尼情況，並測出若干組數據分析能量的損耗。
2、從動能損耗的角度，設計實驗裝置研究氣墊導軌上空氣粘滯系數的測量方法，並測出數據。
3、從勢能耗損的角度，利用氣墊導軌，設計實驗裝置，研究空氣粘滯系數的測量方法，並測出數據。
4、以傾斜導軌上滑塊勢能與動能之差等於空氣粘滯力作功的原理，設計實驗裝置測量空氣粘滯系數，並進行分析。
5、改進裝置，克服以上存在的問題，再設計一種較好的方法，測出空氣的粘滯系數，並計算結果。
6、對以上各測量方法進行比對，分析其實驗結果。
六、結題報告及論文
1、報告課題意義及研究目的
2、介紹基本研究方案及原理，研究滑塊在導軌上的運動情況
3、介紹所設計的儀器裝置及其操作步驟
4、對滑塊在氣軌上的運動，利用功能原理進行分析討論
5、介紹所用的各種測量新方法，分析比較給出研究的正確結論。
6、報告通過本研究所得收獲並提出自己的意見。當液體內各部分之間有相對運動時，接觸面之間存在內摩擦力，阻礙液體的相對運動，這種性質稱為液體的粘滯性，液體的內摩擦力稱為粘滯力。粘滯力的大小與接觸面面積以及接觸面處的速度梯度成正比，比例系數η稱為粘度（或粘滯系數）。
對液體粘滯性的研究在流體力學，化學化工，醫療，水利等領域都有廣泛的應用，例如在用管道輸送液體時要根據輸送液體的流量，壓力差，輸送距離及液體粘度，設計輸送管道的口徑。
測量液體粘度可用落球法，毛細管法，轉筒法等方法，其中落球法適用於測量粘度較高的液體。
粘度的大小取決於液體的性質與溫度，溫度升高，粘度將迅速減小。例如對於蓖麻油，在室溫附近溫度改變1˚C，粘度值改變約10%。因此，測定液體在不同溫度的粘度有很大的實際意義，欲准確測量液體的粘度，必須精確控制液體溫度。
實驗目的：
1． 用落球法測量不同溫度下蓖麻油的粘度
2． 了解PID溫度控制的原理
3． 練慣用停表記時，用螺旋測微器測直徑
實驗儀器：
變溫粘度測量儀，ZKY-PID溫控實驗儀，停表，螺旋測微器，鋼球若干
實驗原理：
1． 落球法測定液體的粘度
1個在靜止液體中下落的小球受到重力、浮力和粘滯阻力3個力的作用，如果小球的速度v很小，且液體可以看成在各方向上都是無限廣闊的，則從流體力學的基本方程可以導出表示粘滯阻力的斯托克斯公式：
（1）
（1）式中d為小球直徑。由於粘滯阻力與小球速度v成正比，小球在下落很短一段距離後（參見附錄的推導），所受3力達到平衡，小球將以v0勻速下落，此時有：
（2）
（2）式中ρ為小球密度，ρ0為液體密度。由（2）式可解出粘度η的表達式：
（3）
本實驗中，小球在直徑為D的玻璃管中下落，液體在各方向無限廣闊的條件不滿足，此時粘滯阻力的表達式可加修正系數(1+2.4d/D)，而（3）式可修正為：
（4）
當小球的密度較大，直徑不是太小，而液體的粘度值又較小時，小球在液體中的平衡速度v0會達到較大的值，奧西思-果爾斯公式反映出了液體運動狀態對斯托克斯公式的影響：
（5）
其中 ，Re稱為雷諾數，是表徵液體運動狀態的無量綱參數。
（6）
當Re小於0.1時，可認為（1）、（4）式成立。當0.1<Re<1時，應考慮（5）式中1級修正項的影響，當Re大於1時，還須考慮高次修正項。
考慮（5）式中1級修正項的影響及玻璃管的影響後，粘度η1可表示為：
（7）
由於3Re/16是遠小於1的數，將1/（1+3Re/16）按冪級數展開後近似為1－3Re/16，（7）式又可表示為：
（8）
已知或測量得到ρ、ρ0、D、d、v等參數後，由（4）式計算粘度η，再由（6）式計算Re，若需計算Re的1級修正，則由（8）式計算經修正的粘度η1。
在國際單位制中，η的單位是Pa·s（帕斯卡•秒），在厘米，克，秒制中，η的單位是P（泊）或cP（厘泊），它們之間的換算關系是：
1Pa·s = 10P = 1000cP （9）
2．PID調節原理
PID調節是自動控制系統中應用最為廣泛的一種調節規律，自動控制系統的原理可用圖1說明。
e(t) u(t) 操作量

被控量 擾動

圖1 自動控制系統框圖
假如被控量與設定值之間有偏差e(t)=設定值-被控量，調節器依據e(t)及一定的調節規律輸出調節信號u(t)，執行單元按u(t)輸出操作量至被控對象，使被控量逼近直至最後等於設定值。調節器是自動控制系統的指揮機構。
在我們的溫控系統中，調節器採用PID調節，執行單元是由可控硅控制加熱電流的加熱器，操作量是加熱功率，被控對象是水箱中的水，被控量是水的溫度。
PID調節器是按偏差的比例(proportional)，積分(integral)，微分(differential)，進行調節，其調節規律可表示為：
（10）
式中第一項為比例調節，KP為比例系數。第二項為積分調節，TI為積分時間常數。第三項為微分調節，TD為微分時間常數。
PID溫度控制系統在調節過程中溫度隨時間的一般變化關系可用圖2表示，控制效果可用穩定性，准確性和快速性評價。
系統重新設定（或受到擾動）後經過一定的過渡過程能夠達到新的平衡狀態，則為穩定的調節過程；若被控量反復振盪，甚至振幅越來越大，則為不穩定調節過程，不穩定調節過程是有害而不能採用的。准確性可用被調量的動態偏差和靜態偏差來衡量，二者越小，准確性越高。快速性可用過渡時間表示，過渡時間越短越好。實際控制系統中，上述三方面指標常常是互相制約，互相矛盾的，應結合具體要求綜合考慮。
由圖2可見，系統在達到設定值後一般並不能立即穩定在設定值，而是超過設定值後經一定的過渡過程才重新穩定，產生超調的原因可從系統慣性，感測器滯後和調節器特性等方面予以說明。系統在升溫過程中，加熱器溫度總是高於被控對象溫度，在達到設定值後，即使減小或切斷加熱功率，加熱器存儲的熱量在一定時間內仍然會使系統升溫，降溫有類似的反向過程，這稱之為系統的熱慣性。感測器滯後是指由於感測器本身熱傳導特性或是由於感測器安裝位置的原因，使感測器測量到的溫度比系統實際的溫度在時間上滯後，系統達到設定值後調節器無法立即作出反應，產生超調。對於實際的控制系統，必須依據系統特性合理整定PID參數，才能取得好的控制效果。
由（10）式可見，比例調節項輸出與偏差成正比，它能迅速對偏差作出反應，並減小偏差，但它不能消除靜態偏差。這是因為任何高於室溫的穩態都需要一定的輸入功率維持，而比例調節項只有偏差存在時才輸出調節量。增加比例調節系數KP可減小靜態偏差，但在系統有熱慣性和感測器滯後時，會使超調加大。
積分調節項輸出與偏差對時間的積分成正比，只要系統存在偏差，積分調節作用就不斷積累，輸出調節量以消除偏差。積分調節作用緩慢，在時間上總是滯後於偏差信號的變化。增加積分作用(減小TI)可加快消除靜態偏差，但會使系統超調加大，增加動態偏差，積分作用太強甚至會使系統出現不穩定狀態。
微分調節項輸出與偏差對時間的變化率成正比，它阻礙溫度的變化，能減小超調量，克服振盪。在系統受到擾動時，它能迅速作出反應，減小調整時間，提高系統的穩定性。
PID調節器的應用已有一百多年的歷史，理論分析和實踐都表明，應用這種調節規律對許多具體過程進行控制時，都能取得滿意的結果。
儀器介紹
1． 落球法變溫粘度測量儀
變溫粘度儀的外型如圖3所示。待測液體裝在細長的樣品管中，能使液體溫度較快的與加熱水溫達到平衡，樣品管壁上有刻度線，便於測量小球下落的距離。樣品管外的加熱水套連接到溫控儀，通過熱循環水加熱樣品。底座下有調節螺釘，用於調節樣品管的鉛直。

2．開放式PID溫控實驗儀
溫控實驗儀包含水箱，水泵，加熱器，控制及顯示電路等部分。
本溫控試驗儀內置微處理器，帶有液晶顯示屏，具有操作菜單化，能根據實驗對象選擇PID參數以達到最佳控制，能顯示溫控過程的溫度變化曲線和功率變化曲線及溫度和功率的實時值，能存儲溫度及功率變化曲線，控制精度高等特點，儀器面板如圖4所示。
開機後，水泵開始運轉，顯示屏顯示操作菜單，可選擇工作方式，輸入序號及室溫，設定溫度及PID參數。使用 鍵選擇項目， 鍵設置參數，按確認鍵進入下一屏，按返回鍵返回上一屏。
進入測量界面後，屏幕上方的數據欄從左至右依次顯示序號，設定溫度，初始溫度，當前溫度，當前功率，調節時間等參數。圖形區以橫坐標代表時間，縱坐標代表溫度（以及功率），並可用 鍵改變溫度坐標值。儀器每隔15秒採集1次溫度及加熱功率值，並將採得的數據標示在圖上。溫度達到設定值並保持兩分鍾溫度波動小於0.1度，儀器自動判定達到平衡，並在圖形區右邊顯示過渡時間ts，動態偏差σ，靜態偏差e。一次實驗完成退出時，儀器自動將屏幕按設定的序號存儲（共可存儲10幅），以供必要時查看，分析，比較。
3．停表
PC396電子停表具有多種功能。按功能轉換鍵，待顯示屏上方出現符號 且第1和第6、7短橫線閃爍時，即進入停表功能。此時按開始/停止鍵可開始或停止記時，多次按開始/停止鍵可以累計記時。一次測量完成後，按暫停/回零鍵使數字回零，准備進行下一次測量。
實驗內容與步驟
1．檢查儀器後面的水位管，將水箱水加到適當值
平常加水從儀器頂部的注水孔注入。若水箱排空後第1次加水，應該用軟管從出水孔將水經水泵加入水箱，以便排出水泵內的空氣，避免水泵空轉（無循環水流出）或發出嗡鳴聲。
2．設定PID參數
若對PID調節原理及方法感興趣，可在不同的升溫區段有意改變PID參數組合，觀察參數改變對調節過程的影響，探索最佳控制參數。
若只是把溫控儀作為實驗工具使用，則保持儀器設定的初始值，也能達到較好的控制效果。
3．測定小球直徑
由（6）式及（4）式可見，當液體粘度及小球密度一定時，雷諾數Re  d3。在測量蓖麻油的粘度時建議採用直徑1~2mm的小球，這樣可不考慮雷諾修正或只考慮1級雷諾修正。
用螺旋測微器測定小球的直徑d，將數據記入表1中。
表1 小球的直徑
次數 1 2 3 4 5 6 7 8 平均值
d (10-3m)
4．測定小球在液體中下落速度並計算粘度
溫控儀溫度達到設定值後再等約10分鍾，使樣品管中的待測液體溫度與加熱水溫完全一致，才能測液體粘度。
用鑷子夾住小球沿樣品管中心輕輕放入液體，觀察小球是否一直沿中心下落，若樣品管傾斜，應調節其鉛直。測量過程中，盡量避免對液體的擾動。
用停表測量小球落經一段距離的時間t，並計算小球速度v0，用（4）或（8）式計算粘度η，記入表2中。
表2中，列出了部分溫度下粘度的標准值，可將這些溫度下粘度的測量值與標准值比較，並計算相對誤差。
將表2 中η的測量值在坐標紙上作圖，表明粘度隨溫度的變化關系。
實驗全部完成後，用磁鐵將小球吸引至樣品管口，用鑷子夾入蓖麻油中保存，以備下次實驗使用。

表2 粘度的測定 ρ = 7.8×103kg/m3 ρ0 = 0.95×103kg/m3 D = 2.0×10-2m
溫度
（˚C） 時間（s） 速度
(m/s) η (Pa·s)
測量值 *η(Pa·s)
標准值
1 2 3 4 5 平均
10 2.420
15
20 0.986
25
30 0.451
35
40 0.231
45
50
55
* 摘自 CRC Handbook of Chemistry and Physics
附錄 小球在達到平衡速度之前所經路程L的推導
由牛頓運動定律及粘滯阻力的表達式，可列出小球在達到平衡速度之前的運動方程：
（1）
經整理後得：
（2）
這是1個一階線性微分方程，其通解為：
（3）
設小球以零初速放入液體中，代入初始條件（t=0, v=0），定出常數C並整理後得：
（4）
隨著時間增大，（4）式中的負指數項迅速趨近於0，由此得平衡速度：
（5）
（5）式與正文中的（3）式是等價的，平衡速度與粘度成反比。設從速度為0到速度達到平衡速度的99.9%這段時間為平衡時間t0，即令：
（6）
由（6）式可計算平衡時間。
若鋼球直徑為10-3m，代入鋼球的密度ρ，蓖麻油的密度ρ0及40 ºC時蓖麻油的粘度η = 0.231 Pa·s，可得此時的平衡速度約為v0 = 0.016 m/s，平衡時間約為t0 = 0.013 s。
平衡距離L小於平衡速度與平衡時間的乘積，在我們的實驗條件下，小於1mm，基本可認為小球進入液體後就達到了平衡速度。

飛機在空中飛行，樹在微風中搖曳；一切與空氣發生相對運動的物體都會受到與之接觸的空氣層的摩擦

D. 請問：流量計性能測定實驗中，1.孔流系數與那些因素有關2.孔板、文丘里流量計安裝時各應注意什麼問題

1、孔流系數跟流體的流速、黏度和密度都有聯系。

2、對准位置、准確安裝版喉部。

3、打開並開大轉子權流量計的流速。

實驗中的方法更直接、更准確，這里提到的方法更直觀！

出流過程中孔口作用水頭保持恆定，出流流速和流量不隨時間變化，稱為恆定孔流，否則稱為非恆定孔流。

常見的孔口形狀為矩形和圓形。當孔口高度e與孔口水頭H之比e/H<=0.1時為小孔口，當e/H>=0.1時為大孔口。

(4)流量過程綜合實驗的裝置圖擴展閱讀：

用孔板流量計測量氣氨流量，設計壓力為0.2mpa（表壓），溫度為20℃，而實際壓力為0.15mpa（表壓），溫度為30℃，則實際指示流量是設計流量的（0.897）倍。

節流孔板前的直管段一般要求（10）d，孔板後的直管段一般要求（5）d，為了正確測量，孔板前的直管段最好為（30～50）d，特別是孔板前有泵或調節閥時更是如此。

為了使孔板流量計的流量系數α趨向定值，流體的雷諾數應大於（界限雷諾數）。在孔板加工的技術要求中，上游平面應和孔板中心線（垂直），不應有（可見傷痕），上游面和下游面應（平行），上游入口邊緣應（銳利無毛刺和傷痕）。

E. 流量計精度等級劃分是以什麼為依據的

智能油井多相流量計是一款非分離、無輻射、高實時性的計量裝置，能夠提供油、氣、水、液多相的瞬時產量，累計產量和含水率、含氣率、氣液（油）比等關鍵指標數據。其技術水平和應用效果填補了國內該領域的空白，並且達到國際領先水平。該產品主要用於上游油氣生產過程中井口油-氣-水多相流原油產出物的各相流量在線計量，可以取代傳統的分離式計量罐以及通過多通閥進行倒井的復雜計量流程，能夠有效助力智慧油田油氣生產物聯網建設，並且適用陸地、海洋的單井、匯井等環境。

該產品採用多種多相流實時計量的核心技術，採用模塊化設計，包含電學層析成像模塊、實時在線微波組分測量模塊、雙差壓文丘里流量測量模塊以及多感測器高速數據採集模塊，並且搭配油氣生產大數據管理及分析系統，不但能夠直觀的掌握油氣水產出規律，為生產決策提供實時和准確的量化數據，還能夠促進油氣田降本增效、工況診斷、精簡地面工程、優化生產管理，為每一口井建立全生命周期的「個人」健康檔案，實現向智能油氣田的升級轉型。

F. 液壓閥塊上的P口,T口,A口,B口,分別代表什麼

液壓閥塊上的P口,T口,A口,B口,分別代表主進油口P，工作進油口A，工作回油口B，主回油口T。

判斷時通常成菱形分布在4個頂點，P與T相對，A與B相對。閥的外部有鋼印或鑄造標識，臨近的就是對應的口，只要找到P、A，其對面的孔就是T和B。

1、通常的如果面對安裝接觸面，如果知道上面是P，那麼下面是T，左面是A，右面是B。

2、看電磁鐵標識：A電磁鐵側就是A孔，B電磁鐵側就是B孔。

(6)流量過程綜合實驗的裝置圖擴展閱讀：

液壓閥

液壓閥是一種用壓力油操作的自動化元件，它受配壓閥壓力油的控制，通常與電磁配壓閥組合使用，可用於遠距離控制水電站油、氣、水管路系統的通斷。常用於夾緊、控制、潤滑等油路。有直動型與先導型之分，多用先導型。

閥塊

閥塊用於電液伺服控制系統，在TRT裝置中，屬於八大系統之一的分系統。

系統由液控單元、伺服油缸、動力油站三大部分組成。

（1）液控單元包括調速閥控制單元和透平靜葉控制兩單元，每一單元均由電液伺服閥、電動用電磁閥、快關用電磁閥、油路塊及底座等組成。

（2）伺服油缸為雙活塞桿結構，摩擦力很小，密封性能好。

（3）動力油站由油箱、變數油泵、濾油器、冷卻器、管道閥門、檢測器表等組成

參考資料來源：網路-液壓閥

參考資料來源：網路-閥塊