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相似原理模拟实验装置

发布时间:2021-02-25 23:22:02

1. 下面是三套还原氧化铜的实验装置请回答下列问题:(1)三个实验的反应原理相似,反应条件也相似,均需在_

(1)反应条件都为加热,故答案为:加热
氧化铜都被还原为铜,故答案为:黑色固体变成红版色
(2)反应权中有水生成,冷凝水滑入试管底部,会使热的试管破裂,故答案为:防止水冷凝后滑入试管底部,致使试管破裂.使用澄清石灰水检验二氧化碳,故答案为:二氧化碳
因要对尾气一氧化碳进行处理,故答案为:点燃或收集
(3)实验中要注意实验安全,也要做到实验成功,故选acdb
(4)甲:CuO+H2

.

2. 有没有类似 计算机组成原理实验箱 的模拟软件 操作简单最好是中文的

没有 基本上你想实战操作的话,就去电脑城打一个月的小工就可以学会了 不过工资很低的

3. 相似原理的相似原理与模型试验

相似原理与量纲分析方法解决了模型试验中的一系列问题。
要进行模专型试验,首先遇到如属何设计模型,如何选择模型流动中的介质,才能保证与原型(实物)流动相似。根据相似第二定理,设计模型和选择介质必须使单值条件相似,而且由单值条件中的物理量组成的相似准则在数值上相等。
试验过程中需要测定哪些物理量,试验数据如何处理,才能反映客观实质?相似第一定理表明,彼此相似的现象必定具有数值相等的相似准则。因此,在试验中应测定各相似准则中所包含的一些物理量,并把它们整理成相似准则。
模型试验结果如何整理才能找到规律性,以便推广应用到原型流动中去?由Π定理可知,描述某物理现象的各种变量的关系可以表示成数目较少的无量纲Π表示的关系式,各无量纲Π各种不同的相似准则,它们之间的函数关系式亦称为准则方程式。彼此相似的现象,它们的准则方程式也相同。因此,试验结果应当整理成相似准则之间的关系式,便可推广应用到原型中去。

4. 自动控制,第二章相似原理一时想不通,能不能讲一下图上式子怎么来的,非常感谢

建议用节点电压法,电容阻抗就是1/sc,电感阻抗是sL,列一个节点电压方程。

5. 物理沉积模拟研究方法与步骤

对湖盆沉积砂体的形成与演变依据一定的科学准则对碎屑沉积砂体的形成与演变进行模拟是碎屑岩沉积学发展的重要边缘分支学科,也是研究碎屑沉积体系分布的一条重要途径。物理模拟研究就是将自然界真实的碎屑沉积体系从空间尺寸及时间尺度上都大大缩小,并抽取控制体系发展的主要因素,建立实验模型与原型之间应满足的对应量的相似关系。这种相似关系建立的基础乃是一些基本的物理定律。如质量、动量和能量守恒定律等。

1.物理模拟研究的基本步骤

现在看来,碎屑沉积模拟一般可分为物理模拟和数值模拟两个方面。物理模拟是数值模拟的基础,可以验证数值模拟的正确性;数值模拟反过来可以有效地指导物理模拟,使物理模拟具有一定的前瞻性。应当说,物理模拟与数值模拟相辅相成,对实际问题的解决可以起到相互促进的作用。

物理模拟是对自然界中的物理过程在室内进行模拟,其发展历史已逾百年,在水文工程及河流地貌学上应用较广,已经初步建立了一套理论基础和实验方法。至于开展碎屑沉积砂体形成过程及演变规律的物理模拟,还是近二十年的事情。应当承认,碎屑砂体沉积过程的物理模拟与水文工程的模拟是两类不同性质的模拟过程。水文工程的物理模拟是在现今条件确定的情况下,预测未来几十年内河道淤积演变对水文工程的影响,所涉及的时间跨度非常短暂;而碎屑砂体形成过程的物理模拟则是在沉积初始条件基本未知,依靠沉积结果反演沉积条件,从而逼近沉积过程的一种模拟。它所涉及的时间跨度是地质时代,一般在几千至几万年甚至几十万年的时段内,因而研究难度比较大。值得指出的是,形成一个碎屑砂体的时间与该砂体形成后所经历的更加漫长的成岩时间是两个概念。碎屑物理模拟所考虑的时间是碎屑沉积体系的形成时间。

物理模拟的关键是要解决模型与原型之间相似性的问题,也就是说,实验模型在多大程度上与原型具有可比性是成败的标准。为此物理模拟实验必须遵从一定的理论,这种理论可称之为相似理论。模型与原型之间必须遵守的相似理论包括几何相似、运动相似及动力相似。

碎屑物理模拟一般都在实验装置内进行,物理模拟的方法步骤可概括为如下步骤:

1)确定地质模型。所涉及的参数包括盆地的边界条件(大小、坡度、水深、构造运动强度、波浪、基准面的变化等)、流速场的条件(流量、流速、含砂量等)、入湖或海河流的规模及分布、沉积体系的类型、碎屑体的粒度组成等。

2)确定物理模型。由于自然界中形成沉积体系的控制因素较多,确定物理模型的关键是抓住主要矛盾,而忽略一些次要因素。好的物理模型应当反映碎屑沉积体系的主要方面。物理模型的主要内容是确定模型与原型的几何比例尺与时间比例尺、流场与粒级的匹配、活动底板运动特征以及模型实验的层次。

3)建立原型与模型之间对比标准。实验开始前应确定每个层次的实验进行到何种程度为止,是否进入下一个层次的模拟,所以确定合适的相似比十分重要。

4)明确所研究问题的性质。应当明确沉积学基础问题的研究可以假设其他因素是恒定的,而重点研究单一因素对沉积结果的影响,但实际问题的解决往往是复杂的。各种因素之间是相互制约的,因此必须综合考虑。一般应从沉积体系的范畴思考问题,而不能仅从某个单砂体着手就事论事。因为单砂体是沉积体系甚至是盆地的一部分。

5)确定实验方案。即在物理模型的基础上,进一步细化实验过程,把影响碎屑沉积的主要条件落实到实验过程的每一步,特别应注意实验过程的连续性和可操作性。因为实验开始后一旦受到某些因素的影响而被迫中断,再重新开始时,该沉积过程是不连续的(除非在形成原型的过程中确实存在这种中断),流场的分布将受到较大影响,因此,实验开始前的充分准备是十分必要的。

6)适时对碎屑搬运沉积过程进行监控。因为沉积模拟研究是对地质历史中沉积作用的重现,是对过程沉积学进行的研究。所以沉积过程的详细记录和精细描述是必需的,只有这样才能深入研究过程与结果的对应性。

7)过程与结果的对应研究。实验完成后对沉积结果的研究一般可采用切剖面的方法,对碎屑沉积体任一方向切片建立三维数据库,并与沉积过程相对应,比较原型与模型的相似程度,从而对原型沉积时的未知砂体进行预测。目前已经做到的对比项目有相分布特征、厚度变化、粒度变化、夹层隔层的连通性及连续性、渗流单元的分布等。

2.物理模拟的实验方法

1)确定模拟区的规模及层位。在对模拟原型进行研究的基础上,根据要求确定模拟的地质层位。若模拟区块较大或模拟层段较厚,一般要进一步细分,才能保证模拟的精度。

2)确定模型的比尺。一般来说应保持x、y、z三个方向为同一比尺,即物理模型为正态模型,这样可保证模拟结果的精度较高;若为变态模型,变率一般应小于5。

3)确定实验装置的有效使用范围。当原型与模型的比尺确定后,实验装置上有效使用范围便随之确定。

4)确定原始底形。按实际资料,将模拟层位以下地层的底形按比例缩至实验装置内。

5)确定加砂组成。按模拟层位的粒度分析资料并加以确定。

6)确定洪水、平水、枯水的流量。一般根据模拟原型沉积时的气候特点,结合现代沉积调查及水文记录,概化出流量过程线,按流量过程施放水流。

7)湖水位控制。根据原型研究,按比例选择合适的初始沉积时的湖水深度,另外,应确定每一阶段的沉积过程是否在高位体系域、低位体系域或是水进水退体系域内进行,最好明确一种体系域变化为另一种体系域的时间长短,即变化速率,因为这关系到实验过程中湖水位的调节。

8)确定加砂量。一般洪水、平水、枯水的加砂量明显不同,加砂量的确定应与流量过程匹配,并考虑水流能够搬运为原则,同时应明确实验过程为饱和输砂还是非饱和输砂。

9)含砂量控制。此参数是储集砂体地质研究中不能获得的参数,一般采用现代沉积调查的结果进行类比,按洪水期、平水期、枯水期分别设计,也可以设计为一个区间,按流量调节。

10)河道类型。国外物理模拟研究在实验开始前,一般在原始底形上塑造模型小河,以使水流首先有一流道。该模型小河对以后的沉积作用不产生太大的影响。随着实验的进行、水流会自动调整。但一般若原型资料较好,在缩制原始底形时,已存在水流的通道不需要设置模型小河。

11)确定河岸组成。在需要设置模型小河时,应考虑河岸的组成,因为这关系到河岸的抗冲性以及河道的迁移和决口。一般应考虑原型的特征来设计。

12)活动底板控制。活动底板运动是地壳运动在实验室内的表现,它从宏观上控制了沉积作用的特征和样式。首先应明确原形沉积时构造运动的类型与性质、构造运动的强度与时期,这涉及活动底板运动的幅度和速率是否造成断层及断距的大小等。

13)过程监控。由于沉积模拟研究是对砂体的形成过程进行研究,所以实验全过程的监控是分析对比过程与结果必不可少的,国内外一般采用与时间同步的电动照相机和对实验过程全程录像的方法,辅以详细的观察描述来对实验过程进行跟踪监控。

14)过程细化。将实验过程细化为若干个沉积期,每一个沉积期对应一个单砂体或一个砂层组,每一期沉积过程结束后,详细测量各种参数、边界形态等。

15)剖面研究。实验完成后,对沉积砂体进行纵、横剖面的切片研究,并与过程相对应,最终与原型砂体进行对比,检验实验结果的准确性。

16)整理各类资料、数据,为数值模拟研究提供必要的信息。

3.物理模拟的标准

碎屑沉积过程物理模拟成功与否的判别标准就是实验模型与原型相似程度的高低。在油气勘探阶段,可以与地震剖面和测井曲线所反映出来的砂体类型和砂岩厚度进行对比。在油气开发阶段,可以与测井曲线和开发动态相比较。目前各类静态参数(粒度、厚度、连续性、连通性、砂体延伸方向和规模、沉积相类型等)的符合率一般为70%,动态方面的对比尚没有深入研究。

4.物理模拟的局限性

(1)尺度的限制

任何物理模拟实验装置由于受到场地及装置大小的限制,不可能无限制地扩大规模。如果原型的几何规模比较大,要想在室内实现模拟,就只有缩小比例,而任何比尺的过度缩小,都将造成实验结果的失真和变形,导致原型与模型之间相似程度的降低。根据目前实验水平,一般x、y方向的比例尺控制在1∶1000之内较合适。z方向的比尺控制在1∶200之内比较理想。实际工作中,一般使x、y、z方向比尺保持一致,即选用正态模型准确性较高。某些情况下,根据原型的形态特点,x、y、z方向的比尺允许不一致,即选用变态模型,但二者相差不宜太大,否则容易造成实验结果的扭曲。

(2)水动力条件及气候条件的限制

自然界碎屑沉积体系形成过程中,水动力条件非常复杂,有些条件在实验室内难以实现,如潮汐作用、沿岸流、水温分层、盐度分异以及沉积过程中突然的雨雪气候变化等影响因素,这些都在一定程度上影响了实验过程的准确性。

(3)模型理论的限制

在物理模拟相似理论中,诸多相似条件有时并不能同时得到满足,而某个条件的不满足就可能导致实验结果在一定程度上失真。例如,要使模型水流与原型水流完全相同,必须同时满足重力相似与阻力相似,但二者是一对矛盾;又如悬浮颗粒的运动,现有模型中关于沉降速度的相似条件有沉降相似和悬浮相似,很显然,二者也不可能同时满足。因此实验方案设计中,提取起主要作用的因素显得十分重要。

尽管碎屑沉积体系的物理模拟存在上述许多局限,但它在促进实验沉积学的发展、研究碎屑体系形成过程及演变规律、预测油气储集砂体的分布方面愈来愈显示出它独特的优势。

6. 相似材料模拟理论

相似模拟实验是以相似理论为基础的模型实验技术,是利用现象或事物间存在的相似和类似等特征来研究自然规律的一种方法,相似理论的基础是3个相似定理,相似定理用于指导模型的设计及其有关试验数据的处理和推广,并在特定的条件下,根据经过处理的数据建立相应的微分方程。

(1)相似第一定理:相似第一定理认为相似现象的各对应物理量之比应当是常数,这种常数称为相似常数,凡属相似现象均可用同一个基本方程式描述。于是相似第一定理又可表述为:相似现象是指具有相同的方程式与相同判据的现象群,其相似指标等于1,而相似准则的数值相同。说明要使模型与原型相似,必须满足模型与原型中各对应物理量成一定的比例关系,包括几何相似、运动相似和动力相似。

(2)相似第二定理(Ⅱ定理):相似第二定理认为约束两相似现象的基本物理方程可以用量纲分析的方法转换成相似判据Ⅱ方程来表达的新方程,即转换成Ⅱ方程,且两个相似系统的Ⅱ方程必须相同。如果在所研究的现象中,没有找到描述它的方程,但对该现象有决定意义的物理量是清楚的,则可通过量纲分析运用Ⅱ定理来确定相似判据,从而为建立模型与原型之间的相似关系提供依据,所以相似第二定理更广泛地概括了两个系统的相似条件。

(3)相似第三定理(相似存在定理):相似第三定理认为对于同类物理现象,如果单值量相似,而且由单值量所组成的相似判据在数值上相等,现象才互相相似。所谓单值量是指单值条件下的物理量,而单值条件是将一个个别现象从同类现象中区分开来,即将现象的通解变成特解的具体条件。而单值条件包括几何条件(或空间条件)、介质条件(或物理条件)、边界条件和初始条件,现象的各种物理量实质上都是由单值条件引出的。

以上3个定理,是迸行相似模拟实验的理论依据。根据相似第一定理,便可在模型实验中将模型系统中得到的相似判据推广到所模拟的原型系统中;用相似第二定理,则可将模型中所得的实验结果用于与之相似的实物上;而相似第三定理指出了做模型实验所必须遵守的法则。

7. 相似材料模拟实验方案

相似材料模拟实验方案包括以下几项内容:

(1)实验模型尺版寸设计:根据模拟实验研究的内容和要权求,选用平面模型架,架子的主体由槽钢和角钢组成,架长2.0m,宽度0.25m,高2.0m。依据采空区的范围和采深,相似材料配比选用1:100(图2.13)。

图2.13 相似材料模拟模型

(2)实验模型测点的布置:根据相似材料模型的大小和实际精度需求,在煤层顶板上方每5cm布置一条测线直至地表,在测线上每间隔10cm布置一个测点,通过测线和测线上相应测点的相对位移来观测地表移动变形及上覆岩层的变形破坏情况。

(3)实验方法及步骤:实验模型根据钻探已探测的不同采空区深度及采出煤层的厚度,建立3个相似材料模拟模型。待模型晾干后,可模拟煤层开采。首先模拟当地小煤矿宽巷道掘迸出煤的采煤方式(采5m留4m煤柱),观察采深及煤层厚度不同情况下上覆岩层的变形破坏规律及地表移动变形情况。然后再采出煤柱,逐步增加采煤工作面的推迸长度,观测上覆岩层冒落带、裂隙带及弯曲下沉带的宽度、高度、地表下沉量及顶板岩层垮落角的范围。

8. 该图是用以研究生命起源的化学进化过程的一个模拟实验装置,请回答下列问题:(1)这一实验装置是美国青

化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧;原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.可见生命起源于原始海洋.
(1)如图是米勒实验的装置,米勒是美国青年学者.
(2)B里的气体相当于原始大气,有水蒸气、氨气、甲烷等,与现在大气成分的主要区别是无氧气.正负极接通进行火花放电是模拟自然界的闪电.这主要是为该实验提供了条件.
(3)C处为取样活塞,若取样鉴定,可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质,共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的.此装置是模拟原始地球条件下的原始海洋.
(4)D装置模拟了原始地球条件下的,经过冷却后,水蒸气凝结成雨降落到地面上的过程.
(5)米勒的实验试图向人们证实,在生命起源的化学进化过程中,生命起源的第一步,即从无机物形成有机物,在原始地球的条件下是完全可能实现的.
故答案为:
(1)米勒;(2)原始大气;氧气;闪电;条件;(3)氨基酸;原始的海洋;(4)水蒸气凝结成雨降落到地面上的;(5)化学进化.

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