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moea_joint_essay 104年 [石油開採] 石油工程、油層工程

第 一 題

📖 題組:
請回答下列問題:
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

非壓縮流體於孔隙介質中進行流動時,會遵循達西定律(Darcy’s Law),請使用流率Q、截面積 A、黏度μ、長度 L 及壓差ΔΡ列出滲透率 K 之關係式,並描述 1 個 Darcy之定義。(5 分)

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由 Darcy 定律公式 Q = (K·A·ΔP) / (μ·L) 移項得出 K 的關係式。1 Darcy的定義則是基於各物理量為 1 單位時的滲透率。

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  1. 滲透率 K 之關係式: 依據達西定律 $Q = \frac{K \cdot A \cdot \Delta P}{\mu \cdot L}$,移項可得: $K = \frac{Q \cdot \mu \cdot L}{A \cdot \Delta P}$

小題 (二)

請利用因次與單位推導說明滲透率單位 Darcy 與何種單位相同(參考單位轉換 1 cp = 10-3 Pa‧s;1 bar = 14.5 psi;1 atm = 1.01325 x 105 Pa )。(10 分)

思路引導 VIP

將 Darcy 定義中的各單位轉換為 SI 單位(m, s, Pa等),藉由單位相消證明其因次為面積($L^2$)。

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由定義得知,$K = \frac{Q \cdot \mu \cdot L}{A \cdot \Delta P}$, 將 1 Darcy 代入 CGS 單位: $1 \text{ Darcy} = \frac{1 (cm^3/s) \cdot 1 (cp) \cdot 1 (cm)}{1 (cm^2) \cdot 1 (atm)}$