《原油流变学》课程教学大纲

《原油流变学》教学大纲一、课程基本信息课程名称原油流变学CourseName课程编码PLC224211020开课院部储运与建筑工程学院课程团队原油流变课程团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业本研一体化班（石油工程类）授课语言中文先修课程工程流体力学理论与进展（2-1）、原油流变学、储运油料学课程简介（必修）本课程是油气储运工程专业学位硕士研究生油气管道输送与储存技术方向核心课程。使研究生掌握与油气储运工程有关的原油流变学基础理论、原油复杂的非牛顿流变性质，及其在油气储运工程中的应用知识，使学生具备一定的原油流变学科学研究能力，和解决油气储运工程中相关复杂非牛顿流体流动问题的能力。本课程主要内容包括：流变学基本原理、流变学基础数学理论、胶体化学基本结构理论、纯粘性非牛顿流体的基本流变性质及其微观结构原理、粘弹性流体流变性基本理论、原油胶体结构特点、原油非牛顿流变性质、原油基本流变性测量方法、原油流变性改善理论与输送技术、复杂条件下原油流变性在油气储运工程中的应用等。Thiscourseisthecorecourseofoilandgaspipelinetransportationandstoragetechnologydirectionformasterdegreestudentsmajoringinoilandgasstorageandtransportationengineering.Toenablegraduatestudentstomasterthebasictheoryofcrudeoilrheologyrelatedtooilandgasstorageandtransportationengineering,thecomplexnon-Newtonianrheologicalpropertiesofcrudeoil,andtheirapplicationknowledgeinoilandgasstorageandtransportationengineering,toenablestudentstohavecertainscientificresearchabilityofcrudeoilrheologyandtheabilitytosolvecomplexnon-Newtonianfluidflowproblemsinoilandgasstorageandtransportationprojects.Themaincontentsofthiscourseinclude:basicprinciplesofrheology,basicmathematicaltheoryofrheology,basicstructuretheoryofcolloidchemistry,basicrheologicalpropertiesandmicrostructureprinciplesofpureviscousnon-Newtonianfluid,basicTheoryofviscoelasticfluidrheology,colloidalstructurecharacteristicsofcrudeoil,non-Newtonianrheologicalpropertiesofcrudeoil,measurementmethodsofbasicrheologicalpropertiesofcrudeoil,improvementtheoryandtransportationtechnologyofcrudeoilrheology,applicationofcrudeoilrheologyinoilandgasstorageandtransportationengineeringundercomplexconditions,etc.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握流变学基本概念与原理、原油基本流变性质、原油管输条件下的流变性特性，为原油集输、长输管道的设计和运行管理奠定良好的知识基础。是2M2目标2：查阅原油流变学研究与工业应用的最新文献资料，正确把握非牛顿原油在复杂工程流动条件下产生的问题。是3M3目标3：把原油流变学知识与原油集输、管输工艺相结合，基于科学原理和方法，正确分析非牛顿原油在复杂工程流动条件下产生的工程问题，提出正确解决工程问题的方案。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章流体流变学基础理论本章重点难点：流变学概念理解，张量在流变学中的应用/////21.11.1绪论流体粘度、流变学定义与研究对象、流变学交叉学科特点；德博拉数概念；流变学研究的分类。M13讲授1自学31.21.2应力、应变、应变速率及本构方程的张量数学描述数学张量的初步知识，流变应力、应变、应变速率的的张量表示，本构方程的张量表示。M13讲授2自学4第2章第2章非牛顿流体基本性质本章重点难点：与时间无关纯粘性非牛顿流体的基本类型、触变性流体特征、线性粘弹性基本模型、非牛顿流体微观结构特性。/////52.12.1与时间无关的纯粘性流体表观粘度概念与特点，剪切稀释性，剪切增稠性，屈服值，5种非牛顿流体的流变方程特点，重点要掌握幂律方程。M12讲授2自学62.22.2与时间有关的纯粘性流体触变性，反触变性，触变性特征，触变性基本模型，流体触变性与剪切稀释性的关系。M12讲授2自学72.32.3粘弹性流体粘弹性流体在剪切流场中的流变函数：即剪切粘度、法向应力差系数；拉伸粘度，及其相互关系；线性粘弹性体模型及特点。M13讲授2自学82.42.4悬浮液流变学微观结构理论作用在悬浮液分散相颗粒上的力，悬浮液静态结构，悬浮液剪切流动结构，微观结构与流变性的关系。M12讲授4自学9第3章第3章原油流变性本章重点难点：原油化合物组成与胶体结构特点，胶凝原油粘弹性结构特点，含蜡原油触变性基本特征与触变性模型，胶凝含蜡原油屈服特性，非牛顿原油历史效应特点。/////103.13.1原油的基本组成与胶体结构特点原油基本组成、原油胶体结构特点M12讲授2自学113.23.2含蜡原油流变性随温度的变化特性含蜡原油流变类型岁温度的变化、粘温曲线、反常点概念M11讲授1自学123.33.3非牛顿原油的粘弹性小振幅振荡剪切测量特点，胶凝含蜡原油粘弹性的小振幅振荡剪切表征，和蠕变/回复表征。含蜡原油的温降胶凝特性，含蜡原油的等温胶凝特性。M12讲授3自学133.43.4非牛顿含蜡原油的触变性非牛顿含蜡原油的触变特征、触变性模型M12讲授3自学143.53.5胶凝含蜡原油的屈服特性胶凝含蜡原油的屈服过程特性，屈服应变，屈服值特点。M11讲授1自学153.63.6非牛顿原油的历史效应非牛顿原油的热历史、剪切历史效应特点，剪切历史的量化分析，综合历史的作用、机理分析。M22讲授4文献调研16第4章第4章原油流变学在工业中的应用本章重点难点：原油流变学在油气储运工程的有关重要应用分若干个专题进行讨论（从下面10个专题中选择），各专题内容应包括：工程应用背景，相应的的流变学问题分析，工业技术特点、流变学应用原理等。4.1热油管道初凝事故的原油流变学原理及其防控措施分析；4.2含蜡原油触变性与屈服特性对热油管道停输与再启动过程的影响分析；4.3溶气原油流变性及其在工业中的应用研究4.4含蜡原油添加降凝剂输送技术及原理4.5原油乳状液流变性及其管输应用研究4.6稠油降粘输送技术及原理4.7原油添加紊流减阻剂输送技术及流变学原理4.8含蜡原油热处理（或加剂）输送中的原油流变学应用分析4.9水合物浆体流变性及其管输应用研究4.10含蜡原油流变学理论研究进展M38专题研讨32专题调研四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1．共布置若干道题目，平均每章1道题。2．成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3．考核学生对基本知识的掌握能力，综合运用所学知识分析问题的能力，题型以思考问答题为主。20%2课堂表现本课程要求每个学生有1次课堂报告（专题报告/案例分析报告）。主要根据PPT准备、讲述表现、综合应用知识分析问题解决问题的能力、创新性等评分。40%3期末报告要求学生期末写出一份不少于4000字的学习报告，内容要求结合原油流变学原理和工程应用实际，提出问题、分析问题，提出问题的解决方案，主要考核学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。成绩采用百分制。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业80%A-按时完成作业，作业内容正确、全面。B-按时完成作业、作业内容基本正确、全面。C-基本按时完成作业、作业内容部分正确。D-不能按时完成作业或作业内容不正确。2M1课堂表现10%A-准备充分、内容充实、讲述清晰、分析准确有见解。B-准备较充分、讲述基本清晰、分析较准确。C-准备较不充分、能完成讲述、分析部分准确。D-准备不充分、不能完成讲述或分析不合理。3M1期末报告10%A-报告内容充实，充分体现出发现问题、正确分析问题，合理解决问题的能力。B-报告内容基本充实，体现出发现问题、正确分析问题，合理解决问题的能力。C-报告基本具有提出问题、分析问题和解决问题的内容，但内容不够充实。D-未完成期末报告，或内容过于简单。4M2平时作业10%A-按时完成作业，作业内容正确、全面。B-按时完成作业、作业内容基本正确、全面。C-基本按时完成作业、作业内容部分正确。D-不能按时完成作业或作业内容不正确。5M2课堂表现80%A-准备充分、内容充实、讲述清晰、分析准确有见解。B-准备较充分、讲述基本清晰、分析较准确。C-准备较不充分、能完成讲述、分析部分准确。D-准备不充分、不能完成讲述或分析不合理。6M2期末报告10%A-报告内容充实，充分体现出发现问题、正确分析问题，合理解决问题的能力。B-报告内容基本充实，体现出发现问题、正确分析问题，合理解决问题的能力。C-报告基本具有提出问题、分析问题和解决问题的内容，但内容不够充实。D-未完成期末报告，或内容过于简单。7M3平时作业10%A-按时完成作业，作业内容正确、全面。B-按时完成作业、作业内容基本正确、全面。C-基本按时完成作业、作业内容部分正确。D-不能按时完成作业或作业内容不正确。8M3课堂表现10%A-准备充分、内容充实、讲述清晰、分析准确有见解。B-准备较充分、讲述基本清晰、分析较准确。C-准备较不充分、能完成讲述、分析部分准确。D-准备不充分、不能完成讲述或分析不合理。9M3期末报告80%A-报告内容充实，充分体现出发现问题、正确分析问题，合理解决问题的能力。B-报告内容基本充实，体现出发现问题、正确分析问题，合理解决问题的能力。C-报告基本具有提出问题、分析问题和解决问题的内容，但内容不够充实。D-未完成期末报告，或内容过于简单。评分等级说明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-