流量过程综合实验的装置图

A. 陈鉴远的人物生平

陈鉴远在完成学业后，婉辞了导师留他继续在美国搞科研的盛情，冲破当时美国政府对华人返回解放后的中国大陆所设置的重重阻碍，于1950年9月启程经香港回国。他满怀热情回到祖国，以人民的需要为自己的最高理想，一切听从组织的安排，被分配到上海华东工业部化工处设计室任副主任，并负责南京一个新建保险粉工厂的设计。没有技术资料，他与交通大学合作进行了锌粉还原法制保险粉的试验研究，于1954年初完成了工艺设计。这年2月，该设计室与中央重工业部化工设计公司合并，陈鉴远随调北京，任化工设计公司基本化学工业科科长（后机构几经调整，先后为化工部基本化学工业设计院、化工部北京化工设计院），领导磷肥与硫酸专业的工艺设计。在与有关专业人员的密切合作下，相继完成了我国第1批大型过磷酸钙肥料厂及配套的大型硫酸生产装置的设计，以及万吨级钙镁磷肥厂的通用设计。1958年，根据上级决定，北京化工设计院专设七室，综合配备工艺、设备、土建等各专业人员，负责国防尖端配套化工新材料生产装置的开发、设计。陈鉴远任院副总工程师（1964年任总工程师）兼七室主任。1965年，七室发展为化工部第六设计院，陈鉴远任院长兼总工程师，直到1978年。在这20年间，他领导有关各专业设计人员先后完成了包括重水等18种国防化工专用产品的开发和40多项工程的设计，及时满足了原子弹、氢弹、导弹、飞机及其他国防军工的需要。
1978年3月，陈鉴远调任化工部二局副局长，主管化工新材料科技工作。通过调查研究，他发现我国的化工新材料工业，包括为国防军工配套发展起来的军民通用的化学产品，与发达国家有很大差距：主要是生产规模很小，产品质量不稳定，成品率很低，生产成本很高。这些问题，很不利于保证国防军工发展的要求，更不能适应迅速发展的民用工业对化工新材料的迫切需要。为此，陈鉴远提出了发展化工新材料大型化、促进军转民的建议，积极倡导开发化工新材料大型化技术，组织制订了化工新材料研究开发规划，并亲自组织、协调、指导千吨级有机氟、万吨级有机硅、异丁醛制有机玻璃等重点项目的技术开发工作。通过各有关单位广大职工的努力，化工新材料大型化不断获得进展，许多产品的质量和成品率逐渐提高，生产成本不断降低，军转民工作取得了显著效果。从1978年到1982年，化工新材料总用量中，用作民品的比重，从15%提高到了85%。 1982年，陈鉴远调任北京化工学院院长。他倡导教学与科研相结合，以科研带动和提高教学水平；推动开展了超临界萃取、激光化学、碳纤维等高新技术领域的研究工作；大力邀聘了一批有为的青年科技人员来校执教；积极培养学术带头人；努力开展与外国有关高等院校和科研单位间的学术交流与合作；开始招收和培养博士研究生。陈鉴远还亲自指导研究生进行碳纤维结构与性能研究，并争取到联合国开发署资助建立了碳纤维研究室。通过这些工作，显著提高了这个学校的科研与教学水平，对更好培养化工科技人才起了重要作用。1985年3月，陈鉴远调到化工部技术委员会任副主任委员，参与化工科技发展规划和重大科技问题的研究，并负责一些重点科研开发项目的组织协调和指导工作，其中包括继续组织那些化工新材料大型化技术开发重点项目。在他的组织协调和指导下，通过有关单位广大职工的努力，千吨级聚四氟乙烯已开发成功，并建成3套装置陆续投产。异丁醛制有机玻璃已完成中间试验；一步法三聚氯氰中试已投料试车一次成功，得到合格产品。两者都具备了建设大型工业装置的条件。万吨级有机硅装置也已投料试车。
除本职工作外，陈鉴远还兼任了许多职务，承担了许多社会工作。其中重要的有：国家科委化工组成员及其新型化工材料专业组副组长；国家自然科学基金会委员会化学工程学科评审组成员；国务院学位委员会第1届学科评议组成员；国家科学技术进步奖评审委员会委员；北京化工学院名誉教授；中国自然科学名词审定委员会委员兼化工编委会主任委员；中国化工学会理事、名誉理事，兼教育与科普委员会主任委员；《中国科技专家传略》工程技术编委会委员和化工卷编委会主编。 中华人民共和国成立之初，全国除台湾外，没有磷肥生产。为发展农业，迫切需要生产供应磷肥。1953年，国家决定重点建设江苏锦屏磷矿，开展磷肥试验研究，筹建磷肥厂。
陈鉴远刚到化工设计公司基本化学工业科，就承担了生产规模分别为40万吨和20万吨过磷酸钙、配套硫酸8万吨和4万吨的两个大型磷肥厂的工艺设计任务。当时，全公司和全科除一位前苏联顾问专家外，都没有搞磷肥的经验，也没有设计大型工程的经验；全科90%以上的设计人员都是刚参加工作的大中专毕业生；没有磷肥工业的系统技术资料，各种设计基础资料也极其缺乏；建厂需要的专业设备，以至许多通用设备、机械和管阀件，都没有现成产品，也没有制造图纸，全得从头设计。陈鉴远在同前苏联专家及项目设计总负责人密切合作的基础上，从组织设计人员学习设计方法、查阅文献、参加科研与中试、整理资料做起。他亲自主持、参加研究决定重要技术方案，逐一核查工艺数据、计算，以及对各辅助专业提出的设计条件，审阅每张设计图纸，处理设计、施工、试车中出现的各种问题、做了大量艰苦细致的工作。这两个厂的设计，采用了先进的配酸、混料系统，立式搅拌，回转化成，旋窑干燥，尾气处理与回收，硫铁矿沸腾焙烧，电除尘除雾，固体物料机械化装卸运输和投料，机械化翻堆等新工艺技术，都倾注了他的心血。对于解决工艺介质强腐蚀问题，庞大的专用设备、塔器、大型机械以及高料仓、带行车的大跨度厂房和熟化仓等重型建筑物和构筑物的设计、制造和施工中的许多困难问题，他也出了许多好主意，付出了辛勤劳动。1958年5月和6月，两厂相继在南京和太原建成投产，生产规模和技术先进性都达到了当时的国际水平。
在此期间，陈鉴远和设计人员还在总结国内广泛开展的钙镁磷肥研制工作经验的基础上，选用高炉法熔炼技术于1958年4月编制出年产1万吨钙镁磷肥装置的通用设计，当年就在北京化工实验厂、昆阳磷肥厂和九江磷肥厂分别建成钙镁磷肥车间投人生产。随后，在各地推广建设了许多钙镁磷肥厂。
大型过磷酸钙肥料厂和万吨级高炉法钙镁磷肥装置的设计和投产，有效地培养锻炼了年轻的设计队伍，有力地促进了我国磷肥工业的发展。我国的磷肥工业在50年代初期的处女地上发展到1965年，产量跃居到了世界第4位。 重水，即氧化氘，是核反应堆的中子慢化剂与冷却剂，也是氢弹中的核炸药氘化锂的原料。它在天然水中含量仅为七千分之一。制取高浓度重水，难度很大，直到现在也只有少数发达国家能够生产，而其技术则绝对保密，产品也长期对我国严密封锁。1959年初，陈鉴远接受了设计水电解交换法制取重水中试装置的任务。他在七室组成一个包括工艺、设备、自控、土建、电气等各专业年轻技术员的设计组，共20多人，到现场参加模型试验，边学习，边做中试装置设计。之后又参加中试施工、调试。对这项中试，陈鉴远先后提出了不少重要意见和建议。1963年5月，打通了流程。年底，得到了含量为99．8%的重水，并取得了建大厂所需的重要数据和经验。
1963年4月，为了加快核工业的发展，有关部组团出国考察，化工部派陈鉴远参加，试控引进比投资较省、成本较低的重水成套装置，或者关键技术，或者进口重水产品。外国公司在邀请函中原有安排参观重水装置的内容，但在考察过程中，对方却推说：试验已停了装置已拆了，研究人员出国了，甚至说他们用的重水也是从美国买来的。结果，考察团既未能参观，也未能商谈引进装置，进口重水产品也不可能。为了不虚此行，经陈鉴远提出建议，在瑞士找外国商人洽购一些重水工厂需要而国内短期还不能生产的机、泵、仪表和器材，为自力开发重水技术创造条件。
考察团回国汇报后，国家下定决心自力开发建设重水工厂。当时，对于建设大型重水装置采用什么工艺技术方法这个重要决策性问题，有多种不同意见。在化工部确定的先解决产品的有无问题，再解决技术上的先进落后问题这一原则指导下，陈鉴远组织设计人员广泛收集资料，并主持对各种生产方法作了技术经济分析，结合国情提出：水电解交换法虽然比投资大，成本高，但工艺技术已经掌握，设备材料较易解决，是有把握在1965年拿到产品、满足试制氢弹要求的唯一方法，应首先建成投产；硫化氢双温交换法工艺流程复杂，介质剧毒并有腐蚀性，高温、低温、高压及流量控制要求严，工艺及设备材料尚待研究解决，但比投资省、成本低，应积极开发建设，以满足重水型核电站的大量需要。1963年8月，国家批准了自行开发并分别建设这两种方法生产重水的装置。陈鉴远首先抓住水电解交换法，会同有关单位集中力量，尽快完成中间试验，并组织设计人员正式开展工厂设计。之后，又亲自参加设备订货、施工安装和试车。在水电解交换法重水工厂设计中，陈鉴远选择了独特的工艺，使氧化氘浓度由0．0145%浓缩到3%，再富集到80%，最后制得99．8%的重水产品；支持并组织采取措施缩短从投料到出料所需的系统平衡时间；组织研究解决了电槽选型、阳极镀镍质量、交换塔的结构选型和贫氘水交换回收氢中氘等重要技术问题。陈鉴远还建议重要设备材料采取国内试制和国外选购两手准备。对电解槽镀镍阳极板的试制，提出了严格的质量要求。在安装电槽时，他要求设计人员和施工人员一起对每张石棉隔膜进行对光检查，选用合格品。由于有关领导正确指挥，各单位通力合作，电解交换法重水厂于1965年11月生产出合格重水，比计划提前了1年，保证了研制氢弹的需要；系统平衡时间仅4个月，比外国同类装置缩短一半以上时间。
硫化氢双温交换法生产重水，我国科研单位1959年开始研究不久，陈鉴远就派设计人员参加了小试和模试。1962年他组织进行了几种方法的多方案比较和预设计。上级决定建厂后，初期，陈鉴远任设计总负责人（他调任第六设计院院长后改由梅宁远负责）。他在增派人员到现场参加模试和着手中试设计的同时，又在院内组织力量整理模试数据和广泛收集的文献资料，加上合理的设想，编制双温法重水工厂的模拟技术方案，进行技术经济分析比较，由此选定工艺流程，提出需要补充试验的课题，需要中试验证的内容，需要试制的以及需要进口的设备与器材等等。这些工作，全面系统地弄清了这项工程需要解决的各种问题，对有关各方面下一步的工作安排起了重要指导作用。在此基础上提出的中试方案，使中试内容大为压缩，集中到主要验证同位素交换过程和主要生产控制两个重点问题上。对于精馏过程，他决定不进行中试，只补充测定有关物性数据、气液平衡数据和塔板效率数据，补充进行防腐蚀试验和塔体材料试制。1964年，双温交换法中试取得初步成果，逐步开展大厂设计。设计中，通过计算确定交换塔和精馏塔；通过调查运输途中容许通过能力对高大重型设备的限制，单套装置的生产能力和单个设备的最大尺寸与重量。塔板计算工作量很大，陈鉴远积极争取优先应用北京化工设计院刚拿到的电子计算机来较快完成计算，并大力支持有关设计人员发展计算机辅助设计及开发各种软件。对于需要试验研究的问题和需要试制的设备、器材，陈鉴远作了细致安排，获得了冶金、机械、化工等部门和中国科学院、军事医学科学院等所属单位以及许多高等院校大力支持，密切配合协作。对于需要进口的设备、器材，陈鉴远决定分别从几个国家进口，并组织设计人员配合有关部门出国找外商洽谈选购。1968年，大厂施工安装完成，但在试车中却陆续暴露出很多问题，相继发生多起泄漏、着火、中毒事故。事后他分析，设计中的技术抉择基本上是正确的，但也有一些问题和不足，如异种钢的焊接，某些填料和密封的选材等。在化工部工作组的领导下，在各单位广大职工临危不惧、奋力拼搏、配合协同下，陆续排除了故障，逐个解决了存在问题。1970年6月，生产出了合格产品，建成了具有当代世界先进水平的重水装置。
1966年，在双温交换法重水工厂动工不久，根据发展核工业的需要，决定着手再设计建设第二个双温交换法的工厂。1976年11月，该厂顺利投产，我国重水生产技术又提高到了新的水平。这项工程设计，1981年被国家建委评为优秀设计，1985年获国家科技进步一等奖。
为了联产液氢，以及结合氮肥厂成批建设重水生产装置，陈鉴远还组织设计人员与有关部门合作，先后开发成功液氢精馏法和液氨精馏法生产重水的技术，陆续建成多套装置投入了生产。重水的开发和生产，及时满足了核工业和航天工业发展的需要，保证了发射核弹、氢弹的要求。通过重水工程，我国较全面地熟练掌握了重水生产技术，培养了一支勇于创新、作风严谨细致、能攀登科技高峰的队伍，也积累了化工技术开发的丰富经验。 高能燃料是比燃烧能量很大、比冲很高的特种化学品，有液体和固体两大类，都有易燃易爆的特性。燃烧能量愈高，危险性愈大，生产技术难度也愈大。高能燃料主要用作导弹、火箭发射的动力源。在火箭中其用量约占火箭总重量的80%左右。
1964年初，国家决定建设偏二甲肼的生产装置。这是我国的第1项高能液体燃料工程。设计工作由陈鉴远主持。偏二甲肼的生产方法有两种：一是锌粉（或氢气）还原法，国内曾进行过研制，已掌握了生产技术，能少量生产；另一种是氯胺法，当时国内外都在研究中，还没有人掌握生产技术。采用何种方法建厂，上下左右都有不同看法。陈鉴远组织技术人员进行深入的调查研究和技术经济分析后，推荐采用氯胺法，指出：锌粉还原法技术虽较成熟，但反应中有致癌物质；收率低，原料消耗很大，个别原料还需进口，生产成本太高。氯胺法生产过程没有剧毒物质；原材料消耗少，成本只有锌粉法的1/4；生产技术虽然有待研究开发，但其难度和复杂程度并不太高。经化工部研究，同意采用氯胺法。对于氯胺法的技术路线，有气相法和液相法两种，气相法试验在先。陈鉴远认为，它虽有优点，但在制取氯胺过程中，有大量氯化铵结晶析出，集结在器壁上，影响反应热移出，温度无法控制，副反应剧增，并造成管道堵塞，不能连续运转，这样的问题在工程上很难解决，很难实现工业化生产。他积极支持采用液相氯胺法，指出：液相法虽然反应生成物浓度偏低，但可以设法提浓和精制。对于中试方案，陈鉴远决定不做全流程试验，只做反应试验；提浓和精馏只在试验室补测气液平衡数据和塔板效率。在工业装置设计中，他指导设计人员解决了保持等温反应，及时移出反应热的问题；他与有关部门合作制定了污水处理方案；组织制定了一套比较简单而又能保证产品质量的提浓、精馏流程等等。1967年，工程完成了施工安装。但是，由于文化大革命，试车中困难重重，暴露出跑冒滴漏、仪表不灵不准等许多问题。在化工部领导亲临现场主持下，陈鉴远组织设计人员对个别工序设计进行了修改，增设了塔间缓冲贮罐，加强了保温措施等等，并配合生产施工单位一起对工程缺陷进行精心修整，更换了一些有缺陷的设备、材料、仪表。1968年初，试车成功，偏二甲肼投入生产。这一首创的新工艺，长期保持了世界先进水平。10年以后，美国才搞成同样工艺生产偏二甲肼的装置。用这一工艺生产出来的产品，为我国东风系列导弹和长征系列火箭的成功发射提供了基本保障。1981年，这个工厂还出口数百吨产品用作火箭的燃料。
液氢，是当代已使用的高能液体燃料中比燃烧能量较大、比冲最高的一种。由于氢的液化温度很低，在常压下为零下253℃，不管哪种生产方法都需解决深冷技术问题，需要一些特殊设备、材料。1964年，我国在这些方面还十分薄弱，上级决定采取液氢精馏生产重水的方法联产液氢。当时，对于原料气路线，有两种不同意见：一是以氨合成用的原料气；二是用水电解制得的氢气。陈鉴远提出：前者虽有丰富的原料来源，能耗和成本低，但其中杂质多，高度净化技术国内还掌握得不够，风险较大；后者虽然能耗和生产建设费用较高，但有充分把握直接得到高纯氢。他强调：建设第一套工业装置应把技术上稳妥可靠摆在首位，因此积极建议优先开发电解氢路线。对一些重要技术问题，如微量氧的清除、正仲氢转化、液氢的贮存运输等等，他都组织设计人员和科研单位共同努力试验研究，求得满意的成果。1969年，这套装置顺利建成投产。1972年，以合成氨原料气为原料的液氢生产装置，也经陈鉴远主持开发设计，建成投产。生产出来的液氢，至今还用作运载火箭第三级发动机的高能燃料。
除偏二甲肼和液氢外，陈鉴远还参与了固体燃料聚硫橡胶、液体燃料胺类化合物，以及过氧化物、硼化物和硝酸酯类化合物等的规划工作和一些研究开发工作，并作出了贡献。 40多年来，陈鉴远领导设计了40多项化工工程，其中有20多项是我国首次建成投产的示范性工程（或称风险工程），是在他参与下经过科研、中间试验、设计、施工安装、调试投产的。通过这些工程开发设计的反复实践、认识、再实践、再认识，陈鉴远逐渐掌握了科学技术转化为现实生产力这一技术开发过程的规律，创立了一套科学有效的化工技术开发程序。1979年，中国化工学会在南京举行的一次报告会上，陈鉴远作了论化工技术开发的报告，首次完整、系统地阐述了化工技术开发的任务、方法、现状、问题和建议。之后，应化工部秦仲达部长等有关领导约请，他先后在化工部和北京市化工局等单位举行的一些研究进修班和多次专场报告会上作了报告。《化工进展》、《化工设计》等刊物也相继发表他的专文，向机关干部和广大科技人员介绍技术开发的有关知识。
在这些报告和文章中，陈鉴远指出：技术开发，是从概念的形成，经过科研、设计、建设，使一项新的技术或新的工艺付诸实施的整个过程，它是使科学技术转化为生产力的重要环节。技术开发的内容主要包括选题、小型试验、模型试验、中间试验、示范工厂，以及各个阶段的技术经济评价、市场研究和开发、概念设计、基础设计、建设及试车投产。这些活动可按顺序进行，也可以根据需要只做其中几项工作。
陈鉴远在他的报告和文章中，详细阐述了技术开发中各项工作的目的、意义、指导思想、做法和经验教训，而且针对长时期化工部门在科学技术转化为现实生产力方面存在的问题，提出了许多振聋发聩的见解。例如，关于试验研究，他指出：在技术开发中，试验研究是必要过程；在化学工业中，将一个新品种或新技术（除极个别情况外）不经试验研究直接投人工业化的生产，是十分危险的尝试。同时，他指出：小试主要探索化学问题，解决化学反应的可行性；研究产生的是科学知识而不是产品和工艺过程；利用研究成果，经过工业化的开发和创造，才能产生新的产品和新的工艺过程，由此才能获得效益，才能使科学技术转变为生产力。
关于技术经济评价，陈鉴远强调在技术开发的各阶段要进行多次技术经济评价来决定下一步工作是否值得继续进行或立即停止，以减少工作中的盲目性，使浪费减少到最低限度，工作效率也能尽量提高。
陈鉴远很重视概念设计，即根据小试验或模型试验的结果、文献中的数据、现有类似装置的操作数据、设计者的合理假设与他们的创造性设想，进行工业规模生产装置的系统设计。这种概念设计不同于一般工程设计，不能作为施工的依据。主要用以解决以下问题：一是对开发的新工艺进行深入的分析和讨论；探讨放大技术；提出工业化中可能出现的问题，并分析其中哪些技术是可靠的，还缺哪些数据和需要验证的技术。二是用系统工程的观点，吸收、组合有关技术成果，研讨改进技术方案，争取转化率、收率、能耗、设备投资等的最佳化。三是做出认真的技术经济分析和市场预测，哪些技术和设备由自己开发，哪些用已有的，哪些需要进口。四是提出中试和补充小试的课题及需要验证的数学模型、假设及推测，以便集中力量解决最关键的问题，增强中间试验的目的性，大量节省开发费用和时间，并使开发工作做到有把握。
关于中间试验，陈鉴远特别强调它是工艺过程开发中的关键一步，是开发过程中允许在技术上犯有错误的最后一步。中间试验不是小型试验或模型试验的放大，而是工业装置的缩小。由于实验技术、测试技术的发展，以及电子计算技术与数学模型的应用，已有可能使大部分试验只须在实验室或模型试验中进行，中试的目的可由求取数据为主逐步转变为验证设想、推测及计算的结果为主。为了节省开支和缩短试验时间，中试应集中解决少数几个对工程有重要影响的必须验证的问题，不一定做全流程中试；规模应在满足放大技术要求下尽量小些；一般的设备器材应求成熟、可靠为主。
关于设计，陈鉴远指出：用新开发成功的技术，建设第一个工业化生产装置时，是存在一定风险的。最可能出现的风险是试车期延长，从而加重了经济负担。因此，必须精心设计。要尽量采用成熟可靠的通用设备和适用的材质……要充分吸收、消化和正确应用试验室的成果，引进的先进技术，类似工程的数据和经验，以及已被证实的概念设计的设想；对重要的问题要进行多方案比较；要解决好工程放大问题；对生产控制和安全要予以足够重视；三废处理设施要同时建设。
陈鉴远提出的这些问题，在广大干部和科技人员中引起了强烈的共鸣。他提出的化工技术开发程序和做法受到了高度重视和热烈欢迎。这种结合国情的化工新技术开发方法在应用化工新工艺、新技术的建设工程中，对于加快科研到工业化的速度，提高投资的经济效益，具有重要作用和深远意义。

B. 气相色谱仪的使用步骤

北京北分天普气相色谱仪TP-2060

有具体气象色谱技术参数；

1.打开氮气、氢气、空气发专生器的属电源开关（或氮气钢瓶总阀），调整输出压力稳定在

0.4Mpa左右（气体发生器一般在出厂时已调整好，不用再调整）。

2.打开色谱仪气体净化器的氮气开关转到“开”的位置。注意观察色谱仪载气B的柱前压上升并

稳定大约5分钟后，打开色谱仪的电源开关。

3.设置各工作部温度。

4.点火：待检测器（按“显示、换挡、检测器”可查看检测器温度）温度升到100℃以上后，打开净化器上的。

5.氢气、空气开关阀到“开”的位置。

6.打开电脑及工作站A，打开一个方法文件：TVOC分析方法或苯分析方法。

7.关机程序：首先关闭氢气和空气气源，使氢火焰检测器灭火。

8.使用热解吸仪分析标准样品。

9.样品分析。

（a）TVOC分析时：首先把解析仪的温度设置为300℃，把六通阀的开关置于反吹位置，固定好已经采集了现场样品的热解析管。

（b）苯分析时：首先把解析管移到加热炉内加热，同时开始计时。

C. 气体粘度怎么测

当液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍液体的相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数η称为粘度（或粘滞系数）。
对液体粘滞性的研究在流体力学，化学化工，医疗，水利等领域都有广泛的应用，例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量，压力差，输送距离及液体粘度，设计输送管道的口径。
测量液体粘度可用落球法，毛细管法，转筒法等方法，其中落球法适用于测量粘度较高的液体。
粘度的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘度将迅速减小。例如对于蓖麻油，在室温附近温度改变1˚C，粘度值改变约10%。因此，测定液体在不同温度的粘度有很大的实际意义，欲准确测量液体的粘度，必须精确控制液体温度。
实验目的：
1． 用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度
2． 了解PID温度控制的原理
3． 练习用停表记时，用螺旋测微器测直径
实验仪器：
变温粘度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，停表，螺旋测微器，钢球若干
实验原理：
1． 落球法测定液体的粘度
1个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程可以导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式：
（1）
（1）式中d为小球直径。由于粘滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后（参见附录的推导），所受3力达到平衡，小球将以v0匀速下落，此时有：
（2）
（2）式中ρ为小球密度，ρ0为液体密度。由（2）式可解出粘度η的表达式：
（3）
本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时粘滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而（3）式可修正为：
（4）
当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的粘度值又较小时，小球在液体中的平衡速度v0会达到较大的值，奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响：
（5）
其中 ，Re称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。
（6）
当Re小于0.1时，可认为（1）、（4）式成立。当0.1<Re<1时，应考虑（5）式中1级修正项的影响，当Re大于1时，还须考虑高次修正项。
考虑（5）式中1级修正项的影响及玻璃管的影响后，粘度η1可表示为：
（7）
由于3Re/16是远小于1的数，将1/（1+3Re/16）按幂级数展开后近似为1－3Re/16，（7）式又可表示为：
（8）
已知或测量得到ρ、ρ0、D、d、v等参数后，由（4）式计算粘度η，再由（6）式计算Re，若需计算Re的1级修正，则由（8）式计算经修正的粘度η1。
在国际单位制中，η的单位是Pa·s（帕斯卡•秒），在厘米，克，秒制中，η的单位是P（泊）或cP（厘泊），它们之间的换算关系是：
1Pa·s = 10P = 1000cP （9）
2．PID调节原理
PID调节是自动控制系统中应用最为广泛的一种调节规律，自动控制系统的原理可用图1说明。
e(t) u(t) 操作量

被控量 扰动

图1 自动控制系统框图
假如被控量与设定值之间有偏差e(t)=设定值-被控量，调节器依据e(t)及一定的调节规律输出调节信号u(t)，执行单元按u(t)输出操作量至被控对象，使被控量逼近直至最后等于设定值。调节器是自动控制系统的指挥机构。
在我们的温控系统中，调节器采用PID调节，执行单元是由可控硅控制加热电流的加热器，操作量是加热功率，被控对象是水箱中的水，被控量是水的温度。
PID调节器是按偏差的比例(proportional)，积分(integral)，微分(differential)，进行调节，其调节规律可表示为：
（10）
式中第一项为比例调节，KP为比例系数。第二项为积分调节，TI为积分时间常数。第三项为微分调节，TD为微分时间常数。
PID温度控制系统在调节过程中温度随时间的一般变化关系可用图2表示，控制效果可用稳定性，准确性和快速性评价。
系统重新设定（或受到扰动）后经过一定的过渡过程能够达到新的平衡状态，则为稳定的调节过程；若被控量反复振荡，甚至振幅越来越大，则为不稳定调节过程，不稳定调节过程是有害而不能采用的。准确性可用被调量的动态偏差和静态偏差来衡量，二者越小，准确性越高。快速性可用过渡时间表示，过渡时间越短越好。实际控制系统中，上述三方面指标常常是互相制约，互相矛盾的，应结合具体要求综合考虑。
由图2可见，系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定，产生超调的原因可从系统惯性，传感器滞后和调节器特性等方面予以说明。系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。对于实际的控制系统，必须依据系统特性合理整定PID参数，才能取得好的控制效果。
由（10）式可见，比例调节项输出与偏差成正比，它能迅速对偏差作出反应，并减小偏差，但它不能消除静态偏差。这是因为任何高于室温的稳态都需要一定的输入功率维持，而比例调节项只有偏差存在时才输出调节量。增加比例调节系数KP可减小静态偏差，但在系统有热惯性和传感器滞后时，会使超调加大。
积分调节项输出与偏差对时间的积分成正比，只要系统存在偏差，积分调节作用就不断积累，输出调节量以消除偏差。积分调节作用缓慢，在时间上总是滞后于偏差信号的变化。增加积分作用(减小TI)可加快消除静态偏差，但会使系统超调加大，增加动态偏差，积分作用太强甚至会使系统出现不稳定状态。
微分调节项输出与偏差对时间的变化率成正比，它阻碍温度的变化，能减小超调量，克服振荡。在系统受到扰动时，它能迅速作出反应，减小调整时间，提高系统的稳定性。
PID调节器的应用已有一百多年的历史，理论分析和实践都表明，应用这种调节规律对许多具体过程进行控制时，都能取得满意的结果。
仪器介绍
1． 落球法变温粘度测量仪
变温粘度仪的外型如图3所示。待测液体装在细长的样品管中，能使液体温度较快的与加热水温达到平衡，样品管壁上有刻度线，便于测量小球下落的距离。样品管外的加热水套连接到温控仪，通过热循环水加热样品。底座下有调节螺钉，用于调节样品管的铅直。

2．开放式PID温控实验仪
温控实验仪包含水箱，水泵，加热器，控制及显示电路等部分。
本温控试验仪内置微处理器，带有液晶显示屏，具有操作菜单化，能根据实验对象选择PID参数以达到最佳控制，能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实时值，能存储温度及功率变化曲线，控制精度高等特点，仪器面板如图4所示。
开机后，水泵开始运转，显示屏显示操作菜单，可选择工作方式，输入序号及室温，设定温度及PID参数。使用 键选择项目， 键设置参数，按确认键进入下一屏，按返回键返回上一屏。
进入测量界面后，屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号，设定温度，初始温度，当前温度，当前功率，调节时间等参数。图形区以横坐标代表时间，纵坐标代表温度（以及功率），并可用 键改变温度坐标值。仪器每隔15秒采集1次温度及加热功率值，并将采得的数据标示在图上。温度达到设定值并保持两分钟温度波动小于0.1度，仪器自动判定达到平衡，并在图形区右边显示过渡时间ts，动态偏差σ，静态偏差e。一次实验完成退出时，仪器自动将屏幕按设定的序号存储（共可存储10幅），以供必要时查看，分析，比较。
3．停表
PC396电子停表具有多种功能。按功能转换键，待显示屏上方出现符号 且第1和第6、7短横线闪烁时，即进入停表功能。此时按开始/停止键可开始或停止记时，多次按开始/停止键可以累计记时。一次测量完成后，按暂停/回零键使数字回零，准备进行下一次测量。
实验内容与步骤
1．检查仪器后面的水位管，将水箱水加到适当值
平常加水从仪器顶部的注水孔注入。若水箱排空后第1次加水，应该用软管从出水孔将水经水泵加入水箱，以便排出水泵内的空气，避免水泵空转（无循环水流出）或发出嗡鸣声。
2．设定PID参数
若对PID调节原理及方法感兴趣，可在不同的升温区段有意改变PID参数组合，观察参数改变对调节过程的影响，探索最佳控制参数。
若只是把温控仪作为实验工具使用，则保持仪器设定的初始值，也能达到较好的控制效果。
3．测定小球直径
由（6）式及（4）式可见，当液体粘度及小球密度一定时，雷诺数Re  d3。在测量蓖麻油的粘度时建议采用直径1~2mm的小球，这样可不考虑雷诺修正或只考虑1级雷诺修正。
用螺旋测微器测定小球的直径d，将数据记入表1中。
表1 小球的直径
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 平均值
d (10-3m)
4．测定小球在液体中下落速度并计算粘度
温控仪温度达到设定值后再等约10分钟，使样品管中的待测液体温度与加热水温完全一致，才能测液体粘度。
用镊子夹住小球沿样品管中心轻轻放入液体，观察小球是否一直沿中心下落，若样品管倾斜，应调节其铅直。测量过程中，尽量避免对液体的扰动。
用停表测量小球落经一段距离的时间t，并计算小球速度v0，用（4）或（8）式计算粘度η，记入表2中。
表2中，列出了部分温度下粘度的标准值，可将这些温度下粘度的测量值与标准值比较，并计算相对误差。
将表2 中η的测量值在坐标纸上作图，表明粘度随温度的变化关系。
实验全部完成后，用磁铁将小球吸引至样品管口，用镊子夹入蓖麻油中保存，以备下次实验使用。

表2 粘度的测定 ρ = 7.8×103kg/m3 ρ0 = 0.95×103kg/m3 D = 2.0×10-2m
温度
（˚C） 时间（s） 速度
(m/s) η (Pa·s)
测量值 *η(Pa·s)
标准值
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
附录 小球在达到平衡速度之前所经路程L的推导
由牛顿运动定律及粘滞阻力的表达式，可列出小球在达到平衡速度之前的运动方程：
（1）
经整理后得：
（2）
这是1个一阶线性微分方程，其通解为：
（3）
设小球以零初速放入液体中，代入初始条件（t=0, v=0），定出常数C并整理后得：
（4）
随着时间增大，（4）式中的负指数项迅速趋近于0，由此得平衡速度：
（5）
（5）式与正文中的（3）式是等价的，平衡速度与粘度成反比。设从速度为0到速度达到平衡速度的99.9%这段时间为平衡时间t0，即令：
（6）
由（6）式可计算平衡时间。
若钢球直径为10-3m，代入钢球的密度ρ，蓖麻油的密度ρ0及40 ºC时蓖麻油的粘度η = 0.231 Pa·s，可得此时的平衡速度约为v0 = 0.016 m/s，平衡时间约为t0 = 0.013 s。
平衡距离L小于平衡速度与平衡时间的乘积，在我们的实验条件下，小于1mm，基本可认为小球进入液体后就达到了平衡速度。

飞机在空中飞行，树在微风中摇曳；一切与空气发生相对运动的物体都会受到与之接触的空气层的摩擦力，在摩擦过程中，这一气层会随着运动物体一起作适当运动；而与这一气层接触的下一气层，由于分子力的作用，对上一气层产生的粘滞力，会往相反方向阻碍这种运动；一层一层的影响下去便形成流体中的层流。有时树欲静而风不止，有时狂风大作力拔大树，空气的粘滞力也是时大时小；航天飞机着陆进入大气层时，空气的摩擦粘滞阻力可以产生千多度的高温，可见其作功的威力。表征流体粘滞力这些特征的系数叫粘滞系数。在一些力学实验中，由于空气粘滞力的影响会带来一些误差，所以研究空气粘滞系数的测定具有一定的实际意义。
本课题要研究空气粘滞系数及其测定方法，通过研究还要涉及到功能原理的应用，要求利用气垫导轨来设计几种方法完成测量，并进行误差的分析提出自己的见解。
提供仪器及材料
仪器：气垫导轨；光电计时器；滑块；物理天平；读数显微镜
材料：米尺、卡尺、量角器
1、什么叫粘滞系数？液体的粘滞系数测定方法有哪几种，能否适合空气粘滞系数的测定？
2、怎样定性的研究气轨导轨上滑块受到空气粘滞力的作用？
3、从功能原理上分析，气垫导轨上滑块的运动速度衰减满足什么关系？
4、利用水平导轨来研究空气粘滞力可以根据什么原理式，这种方法有什么局限性？
5、利用倾斜导轨来研究空气粘滞系数可得什么实验原理式，这种方法有什么困难？
6、有无更好的方法测空气的粘滞系数，其实验原理怎么表达？
7、滑块与导轨之间的空气层厚度可以怎么测？
五、课题内容及指标
1、将气轨调平，设计实验方法定性的研究空气阻尼情况，并测出若干组数据分析能量的损耗。
2、从动能损耗的角度，设计实验装置研究气垫导轨上空气粘滞系数的测量方法，并测出数据。
3、从势能耗损的角度，利用气垫导轨，设计实验装置，研究空气粘滞系数的测量方法，并测出数据。
4、以倾斜导轨上滑块势能与动能之差等于空气粘滞力作功的原理，设计实验装置测量空气粘滞系数，并进行分析。
5、改进装置，克服以上存在的问题，再设计一种较好的方法，测出空气的粘滞系数，并计算结果。
6、对以上各测量方法进行比对，分析其实验结果。
六、结题报告及论文
1、报告课题意义及研究目的
2、介绍基本研究方案及原理，研究滑块在导轨上的运动情况
3、介绍所设计的仪器装置及其操作步骤
4、对滑块在气轨上的运动，利用功能原理进行分析讨论
5、介绍所用的各种测量新方法，分析比较给出研究的正确结论。
6、报告通过本研究所得收获并提出自己的意见。当液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍液体的相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数η称为粘度（或粘滞系数）。
对液体粘滞性的研究在流体力学，化学化工，医疗，水利等领域都有广泛的应用，例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量，压力差，输送距离及液体粘度，设计输送管道的口径。
测量液体粘度可用落球法，毛细管法，转筒法等方法，其中落球法适用于测量粘度较高的液体。
粘度的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘度将迅速减小。例如对于蓖麻油，在室温附近温度改变1˚C，粘度值改变约10%。因此，测定液体在不同温度的粘度有很大的实际意义，欲准确测量液体的粘度，必须精确控制液体温度。
实验目的：
1． 用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度
2． 了解PID温度控制的原理
3． 练习用停表记时，用螺旋测微器测直径
实验仪器：
变温粘度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，停表，螺旋测微器，钢球若干
实验原理：
1． 落球法测定液体的粘度
1个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程可以导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式：
（1）
（1）式中d为小球直径。由于粘滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后（参见附录的推导），所受3力达到平衡，小球将以v0匀速下落，此时有：
（2）
（2）式中ρ为小球密度，ρ0为液体密度。由（2）式可解出粘度η的表达式：
（3）
本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时粘滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而（3）式可修正为：
（4）
当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的粘度值又较小时，小球在液体中的平衡速度v0会达到较大的值，奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响：
（5）
其中 ，Re称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。
（6）
当Re小于0.1时，可认为（1）、（4）式成立。当0.1<Re<1时，应考虑（5）式中1级修正项的影响，当Re大于1时，还须考虑高次修正项。
考虑（5）式中1级修正项的影响及玻璃管的影响后，粘度η1可表示为：
（7）
由于3Re/16是远小于1的数，将1/（1+3Re/16）按幂级数展开后近似为1－3Re/16，（7）式又可表示为：
（8）
已知或测量得到ρ、ρ0、D、d、v等参数后，由（4）式计算粘度η，再由（6）式计算Re，若需计算Re的1级修正，则由（8）式计算经修正的粘度η1。
在国际单位制中，η的单位是Pa·s（帕斯卡•秒），在厘米，克，秒制中，η的单位是P（泊）或cP（厘泊），它们之间的换算关系是：
1Pa·s = 10P = 1000cP （9）
2．PID调节原理
PID调节是自动控制系统中应用最为广泛的一种调节规律，自动控制系统的原理可用图1说明。
e(t) u(t) 操作量

被控量 扰动

图1 自动控制系统框图
假如被控量与设定值之间有偏差e(t)=设定值-被控量，调节器依据e(t)及一定的调节规律输出调节信号u(t)，执行单元按u(t)输出操作量至被控对象，使被控量逼近直至最后等于设定值。调节器是自动控制系统的指挥机构。
在我们的温控系统中，调节器采用PID调节，执行单元是由可控硅控制加热电流的加热器，操作量是加热功率，被控对象是水箱中的水，被控量是水的温度。
PID调节器是按偏差的比例(proportional)，积分(integral)，微分(differential)，进行调节，其调节规律可表示为：
（10）
式中第一项为比例调节，KP为比例系数。第二项为积分调节，TI为积分时间常数。第三项为微分调节，TD为微分时间常数。
PID温度控制系统在调节过程中温度随时间的一般变化关系可用图2表示，控制效果可用稳定性，准确性和快速性评价。
系统重新设定（或受到扰动）后经过一定的过渡过程能够达到新的平衡状态，则为稳定的调节过程；若被控量反复振荡，甚至振幅越来越大，则为不稳定调节过程，不稳定调节过程是有害而不能采用的。准确性可用被调量的动态偏差和静态偏差来衡量，二者越小，准确性越高。快速性可用过渡时间表示，过渡时间越短越好。实际控制系统中，上述三方面指标常常是互相制约，互相矛盾的，应结合具体要求综合考虑。
由图2可见，系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定，产生超调的原因可从系统惯性，传感器滞后和调节器特性等方面予以说明。系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。对于实际的控制系统，必须依据系统特性合理整定PID参数，才能取得好的控制效果。
由（10）式可见，比例调节项输出与偏差成正比，它能迅速对偏差作出反应，并减小偏差，但它不能消除静态偏差。这是因为任何高于室温的稳态都需要一定的输入功率维持，而比例调节项只有偏差存在时才输出调节量。增加比例调节系数KP可减小静态偏差，但在系统有热惯性和传感器滞后时，会使超调加大。
积分调节项输出与偏差对时间的积分成正比，只要系统存在偏差，积分调节作用就不断积累，输出调节量以消除偏差。积分调节作用缓慢，在时间上总是滞后于偏差信号的变化。增加积分作用(减小TI)可加快消除静态偏差，但会使系统超调加大，增加动态偏差，积分作用太强甚至会使系统出现不稳定状态。
微分调节项输出与偏差对时间的变化率成正比，它阻碍温度的变化，能减小超调量，克服振荡。在系统受到扰动时，它能迅速作出反应，减小调整时间，提高系统的稳定性。
PID调节器的应用已有一百多年的历史，理论分析和实践都表明，应用这种调节规律对许多具体过程进行控制时，都能取得满意的结果。
仪器介绍
1． 落球法变温粘度测量仪
变温粘度仪的外型如图3所示。待测液体装在细长的样品管中，能使液体温度较快的与加热水温达到平衡，样品管壁上有刻度线，便于测量小球下落的距离。样品管外的加热水套连接到温控仪，通过热循环水加热样品。底座下有调节螺钉，用于调节样品管的铅直。

2．开放式PID温控实验仪
温控实验仪包含水箱，水泵，加热器，控制及显示电路等部分。
本温控试验仪内置微处理器，带有液晶显示屏，具有操作菜单化，能根据实验对象选择PID参数以达到最佳控制，能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实时值，能存储温度及功率变化曲线，控制精度高等特点，仪器面板如图4所示。
开机后，水泵开始运转，显示屏显示操作菜单，可选择工作方式，输入序号及室温，设定温度及PID参数。使用 键选择项目， 键设置参数，按确认键进入下一屏，按返回键返回上一屏。
进入测量界面后，屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号，设定温度，初始温度，当前温度，当前功率，调节时间等参数。图形区以横坐标代表时间，纵坐标代表温度（以及功率），并可用 键改变温度坐标值。仪器每隔15秒采集1次温度及加热功率值，并将采得的数据标示在图上。温度达到设定值并保持两分钟温度波动小于0.1度，仪器自动判定达到平衡，并在图形区右边显示过渡时间ts，动态偏差σ，静态偏差e。一次实验完成退出时，仪器自动将屏幕按设定的序号存储（共可存储10幅），以供必要时查看，分析，比较。
3．停表
PC396电子停表具有多种功能。按功能转换键，待显示屏上方出现符号 且第1和第6、7短横线闪烁时，即进入停表功能。此时按开始/停止键可开始或停止记时，多次按开始/停止键可以累计记时。一次测量完成后，按暂停/回零键使数字回零，准备进行下一次测量。
实验内容与步骤
1．检查仪器后面的水位管，将水箱水加到适当值
平常加水从仪器顶部的注水孔注入。若水箱排空后第1次加水，应该用软管从出水孔将水经水泵加入水箱，以便排出水泵内的空气，避免水泵空转（无循环水流出）或发出嗡鸣声。
2．设定PID参数
若对PID调节原理及方法感兴趣，可在不同的升温区段有意改变PID参数组合，观察参数改变对调节过程的影响，探索最佳控制参数。
若只是把温控仪作为实验工具使用，则保持仪器设定的初始值，也能达到较好的控制效果。
3．测定小球直径
由（6）式及（4）式可见，当液体粘度及小球密度一定时，雷诺数Re  d3。在测量蓖麻油的粘度时建议采用直径1~2mm的小球，这样可不考虑雷诺修正或只考虑1级雷诺修正。
用螺旋测微器测定小球的直径d，将数据记入表1中。
表1 小球的直径
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 平均值
d (10-3m)
4．测定小球在液体中下落速度并计算粘度
温控仪温度达到设定值后再等约10分钟，使样品管中的待测液体温度与加热水温完全一致，才能测液体粘度。
用镊子夹住小球沿样品管中心轻轻放入液体，观察小球是否一直沿中心下落，若样品管倾斜，应调节其铅直。测量过程中，尽量避免对液体的扰动。
用停表测量小球落经一段距离的时间t，并计算小球速度v0，用（4）或（8）式计算粘度η，记入表2中。
表2中，列出了部分温度下粘度的标准值，可将这些温度下粘度的测量值与标准值比较，并计算相对误差。
将表2 中η的测量值在坐标纸上作图，表明粘度随温度的变化关系。
实验全部完成后，用磁铁将小球吸引至样品管口，用镊子夹入蓖麻油中保存，以备下次实验使用。

表2 粘度的测定 ρ = 7.8×103kg/m3 ρ0 = 0.95×103kg/m3 D = 2.0×10-2m
温度
（˚C） 时间（s） 速度
(m/s) η (Pa·s)
测量值 *η(Pa·s)
标准值
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
附录 小球在达到平衡速度之前所经路程L的推导
由牛顿运动定律及粘滞阻力的表达式，可列出小球在达到平衡速度之前的运动方程：
（1）
经整理后得：
（2）
这是1个一阶线性微分方程，其通解为：
（3）
设小球以零初速放入液体中，代入初始条件（t=0, v=0），定出常数C并整理后得：
（4）
随着时间增大，（4）式中的负指数项迅速趋近于0，由此得平衡速度：
（5）
（5）式与正文中的（3）式是等价的，平衡速度与粘度成反比。设从速度为0到速度达到平衡速度的99.9%这段时间为平衡时间t0，即令：
（6）
由（6）式可计算平衡时间。
若钢球直径为10-3m，代入钢球的密度ρ，蓖麻油的密度ρ0及40 ºC时蓖麻油的粘度η = 0.231 Pa·s，可得此时的平衡速度约为v0 = 0.016 m/s，平衡时间约为t0 = 0.013 s。
平衡距离L小于平衡速度与平衡时间的乘积，在我们的实验条件下，小于1mm，基本可认为小球进入液体后就达到了平衡速度。

飞机在空中飞行，树在微风中摇曳；一切与空气发生相对运动的物体都会受到与之接触的空气层的摩擦

D. 请问：流量计性能测定实验中，1.孔流系数与那些因素有关2.孔板、文丘里流量计安装时各应注意什么问题

1、孔流系数跟流体的流速、黏度和密度都有联系。

2、对准位置、准确安装版喉部。

3、打开并开大转子权流量计的流速。

实验中的方法更直接、更准确，这里提到的方法更直观！

出流过程中孔口作用水头保持恒定，出流流速和流量不随时间变化，称为恒定孔流，否则称为非恒定孔流。

常见的孔口形状为矩形和圆形。当孔口高度e与孔口水头H之比e/H<=0.1时为小孔口，当e/H>=0.1时为大孔口。

(4)流量过程综合实验的装置图扩展阅读：

用孔板流量计测量气氨流量，设计压力为0.2mpa（表压），温度为20℃，而实际压力为0.15mpa（表压），温度为30℃，则实际指示流量是设计流量的（0.897）倍。

节流孔板前的直管段一般要求（10）d，孔板后的直管段一般要求（5）d，为了正确测量，孔板前的直管段最好为（30～50）d，特别是孔板前有泵或调节阀时更是如此。

为了使孔板流量计的流量系数α趋向定值，流体的雷诺数应大于（界限雷诺数）。在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板中心线（垂直），不应有（可见伤痕），上游面和下游面应（平行），上游入口边缘应（锐利无毛刺和伤痕）。

E. 流量计精度等级划分是以什么为依据的

智能油井多相流量计是一款非分离、无辐射、高实时性的计量装置，能够提供油、气、水、液多相的瞬时产量，累计产量和含水率、含气率、气液（油）比等关键指标数据。其技术水平和应用效果填补了国内该领域的空白，并且达到国际领先水平。该产品主要用于上游油气生产过程中井口油-气-水多相流原油产出物的各相流量在线计量，可以取代传统的分离式计量罐以及通过多通阀进行倒井的复杂计量流程，能够有效助力智慧油田油气生产物联网建设，并且适用陆地、海洋的单井、汇井等环境。

该产品采用多种多相流实时计量的核心技术，采用模块化设计，包含电学层析成像模块、实时在线微波组分测量模块、双差压文丘里流量测量模块以及多传感器高速数据采集模块，并且搭配油气生产大数据管理及分析系统，不但能够直观的掌握油气水产出规律，为生产决策提供实时和准确的量化数据，还能够促进油气田降本增效、工况诊断、精简地面工程、优化生产管理，为每一口井建立全生命周期的“个人”健康档案，实现向智能油气田的升级转型。

F. 液压阀块上的P口,T口,A口,B口,分别代表什么

液压阀块上的P口,T口,A口,B口,分别代表主进油口P，工作进油口A，工作回油口B，主回油口T。

判断时通常成菱形分布在4个顶点，P与T相对，A与B相对。阀的外部有钢印或铸造标识，临近的就是对应的口，只要找到P、A，其对面的孔就是T和B。

1、通常的如果面对安装接触面，如果知道上面是P，那么下面是T，左面是A，右面是B。

2、看电磁铁标识：A电磁铁侧就是A孔，B电磁铁侧就是B孔。

(6)流量过程综合实验的装置图扩展阅读：

液压阀

液压阀是一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断。常用于夹紧、控制、润滑等油路。有直动型与先导型之分，多用先导型。

阀块

阀块用于电液伺服控制系统，在TRT装置中，属于八大系统之一的分系统。

系统由液控单元、伺服油缸、动力油站三大部分组成。

（1）液控单元包括调速阀控制单元和透平静叶控制两单元，每一单元均由电液伺服阀、电动用电磁阀、快关用电磁阀、油路块及底座等组成。

（2）伺服油缸为双活塞杆结构，摩擦力很小，密封性能好。

（3）动力油站由油箱、变量油泵、滤油器、冷却器、管道阀门、检测器表等组成

参考资料来源：网络-液压阀

参考资料来源：网络-阀块