A、(A) 粘滞切应力
B、(B) 附加切应力
C、(C) 正应力
D、(D) 剪应力
答案:A
解析:层流是一种流体流动状态,其中流体以平行层的形式流动,没有湍流或涡流。在层流条件下,流体的流动是规则的,流速分布呈现为抛物线形状。
选项解析如下:
A. 粘滞切应力:这是层流流动中的主要阻力来源。粘滞切应力是由于流体分子间的粘滞作用产生的,它与流体的流速梯度成正比。在层流中,这种力是导致流体减速的主要原因。
B. 附加切应力:这种应力通常出现在湍流流动中,由于湍流的不规则性和涡流的存在,流体的切应力除了粘滞切应力外,还会有额外的应力,即附加切应力。
C. 正应力:正应力是指作用在流体表面垂直于该表面的力。在层流中,正应力不是水流阻力的主要来源。
D. 剪应力:剪应力是指作用在流体中的剪切力,它可以是粘滞切应力,也可以是湍流中的其他类型的切应力。然而,在层流条件下,剪应力主要指的是粘滞切应力。
为什么选择A: 在层流条件下,水流阻力主要是由流体的粘滞性引起的,这种阻力称为粘滞切应力。因此,正确答案是A(粘滞切应力),因为在层流中,没有湍流的涡流和其他复杂流动现象,所以不需要考虑附加切应力、正应力或湍流中的剪应力。
A、(A) 粘滞切应力
B、(B) 附加切应力
C、(C) 正应力
D、(D) 剪应力
答案:A
解析:层流是一种流体流动状态,其中流体以平行层的形式流动,没有湍流或涡流。在层流条件下,流体的流动是规则的,流速分布呈现为抛物线形状。
选项解析如下:
A. 粘滞切应力:这是层流流动中的主要阻力来源。粘滞切应力是由于流体分子间的粘滞作用产生的,它与流体的流速梯度成正比。在层流中,这种力是导致流体减速的主要原因。
B. 附加切应力:这种应力通常出现在湍流流动中,由于湍流的不规则性和涡流的存在,流体的切应力除了粘滞切应力外,还会有额外的应力,即附加切应力。
C. 正应力:正应力是指作用在流体表面垂直于该表面的力。在层流中,正应力不是水流阻力的主要来源。
D. 剪应力:剪应力是指作用在流体中的剪切力,它可以是粘滞切应力,也可以是湍流中的其他类型的切应力。然而,在层流条件下,剪应力主要指的是粘滞切应力。
为什么选择A: 在层流条件下,水流阻力主要是由流体的粘滞性引起的,这种阻力称为粘滞切应力。因此,正确答案是A(粘滞切应力),因为在层流中,没有湍流的涡流和其他复杂流动现象,所以不需要考虑附加切应力、正应力或湍流中的剪应力。
A. (A) 均质液体
B. (B) 非均质液体
C. (C) 牛顿流体
D. (D) 非牛顿流体
解析:解析:
题目考察的是流体力学中流体分类的基础概念。根据题目描述,“层流时内摩擦切应力与流速梯度成正比例”,这是指流体遵循牛顿内摩擦定律。
A. 均质液体:指的是流体的物理性质(如密度、粘度等)在各处相同,但这并不是题目所要求的条件。
B. 非均质液体:表示流体的物理性质随位置变化,同样不符合题目给出的条件。
C. 牛顿流体:这类流体的剪切应力直接与速度梯度成正比,符合题目中的描述。因此,当流体满足牛顿内摩擦定律时,我们称其为牛顿流体。
D. 非牛顿流体:这类流体的剪切应力与速度梯度之间没有简单的线性关系,不符合题目中的条件。
综上所述,正确答案是C,即“牛顿流体”。
A. (A) 谢才系数
B. (B) 雷诺数
C. (C) 相对光滑度
D. (D) 相对粗糙度
解析:本题主要考察层流时沿程阻力系数λ的影响因素。
选项A,谢才系数是一个用于计算明渠水流速度的经验公式中的系数,它并不是层流时沿程阻力系数λ的直接决定因素,因此A选项错误。
选项B,雷诺数是描述流体流动状态的一个无量纲数,它表示了惯性力与粘性力之比。在层流状态下,流体的流动主要受粘性力控制,因此雷诺数成为影响沿程阻力系数λ的关键因素。随着雷诺数的变化,层流的流动特性也会发生变化,从而影响沿程阻力系数λ。因此,B选项正确。
选项C,相对光滑度通常用于描述物体表面的光滑程度,但在层流状态下,沿程阻力系数λ主要受流体内部粘性力和惯性力的影响,与物体表面的光滑度关系不大。因此,C选项错误。
选项D,相对粗糙度是描述物体表面粗糙程度的一个参数,但在层流状态下,由于流体分子间的粘性力占主导地位,流体与物体表面的接触和摩擦对沿程阻力系数λ的影响较小。因此,D选项错误。
综上所述,正确答案是B。
A. (A) 沿程水头损失
B. (B) 局部水头损失
C. (C) 水力阻力
D. (D) 水流阻力
解析:选项解析:
A. 沿程水头损失:指的是水流在管道、渠道或河床中流动时,由于液体与固体边界的摩擦作用以及液体内部的粘滞作用,造成能量损失,这种损失与流程长度成正比,发生在整个流动过程中。
B. 局部水头损失:指的是水流在流动过程中遇到如弯头、突变截面、阀门等局部障碍时,由于水流结构的突然变化造成的能量损失,这种损失与局部障碍的形状和尺寸有关,不随流程长度增加而增加。
C. 水力阻力:是流体在流动过程中所受到的阻碍其运动的力,它是造成水头损失的根本原因,但这个选项描述的是一种作用力,而不是水头损失本身。
D. 水流阻力:与水力阻力类似,指的是水流在流动过程中受到的阻碍作用,它同样描述的是一种作用力,而非水头损失。
为什么选这个答案:
正确答案是A,因为题目中提到“固体边界的形状和尺寸沿程不变或变化缓慢”,这种情况下,水流能量的损失是均匀分布在流程中的,与流程长度成正比,这正是沿程水头损失的特点。而局部水头损失与特定的局部障碍有关,与流程长度无关,因此不符合题意。选项C和D描述的都是阻力的概念,而不是水头损失,因此也不正确。
A. (A) 沿程水头损失
B. (B) 局部水头损失
C. (C) 水力阻力
D. (D) 水流阻力
解析:这道题考察的是流体力学中关于水头损失的概念。具体来看各个选项:
A. 沿程水头损失:这是指在均匀流或渐变流条件下,由于流体的粘性作用以及流体之间的内摩擦导致的能量损失。它与流体流动的距离成正比,通常发生在流动比较稳定的情况下。
B. 局部水头损失:这是指在流动过程中遇到突变边界条件(如阀门、弯头、管道入口出口等)时,由于流体速度和方向的突然改变导致的非均匀流场能量损失。题目中提到固体边界形状和尺寸沿程急剧变化,正是这种情况下的描述。
C. 水力阻力:这是一个较为泛指的概念,通常指的是流体流动过程中所受到的各种形式的阻力,包括但不限于沿程阻力和局部阻力。
D. 水流阻力:同样是一个较为宽泛的术语,可以包含所有阻碍水流前进的力量。
正确答案是B,即“局部水头损失”,因为题目中的描述“固体边界的形状和尺寸沿程急剧变化”意味着流动过程中存在突变,这种突变会导致流场的混乱,从而产生额外的能量损失,这就是局部水头损失的特点。
A. (A) 层流
B. (B) 紊流
C. (C) 缓流
D. (D) 急流
解析:这个问题涉及到流体力学中的基本概念,特别是关于流体流动状态的分类。我们来逐一分析各个选项:
A. 层流:层流是流体的一种流动状态,其特点是流体沿着平行于管轴的方向作平滑直线运动,流体层之间没有相互混掺的现象。这与题目中描述的“各流层的液体质点形成涡体,在流动过程中相互混掺”相矛盾,因此A选项不正确。
B. 紊流:紊流,也称为湍流,是流体的一种复杂流动状态。在这种状态下,流体的速度、压力等物理量在时间和空间上都发生随机变化,各流层的液体质点会相互混掺,形成涡体。这完全符合题目中的描述,因此B选项是正确的。
C. 缓流:缓流是水流的一种状态,主要与水流的流速和渠道底坡的关系有关。当水流流速小于渠道中相应断面的临界流速时,称为缓流。这个概念并不涉及流体内部质点的运动状态,因此与题目描述不符,C选项不正确。
D. 急流:急流同样是水流的一种状态,与缓流相对。当水流流速大于渠道中相应断面的临界流速时,称为急流。同样,这个概念也不涉及流体内部质点的运动状态,只是描述了水流的整体速度特性,因此D选项也不正确。
综上所述,当流速较大时,各流层的液体质点形成涡体,并在流动过程中相互混掺,这种型态的运动称为紊流,即选项B。
A. (A) 层流
B. (B) 紊流
C. (C) 缓流
D. (D) 急流
解析:选项解析:
A. 层流:指的是流体运动时,流体微团之间没有交叉混合,流线是平行的,流速分布呈直线型,流体的质点运动轨迹规则,层次分明。
B. 紊流:指的是流体质点之间存在湍动,流线杂乱无章,流速分布不规则,质点运动轨迹复杂且不断变化。
C. 缓流:这个选项不是一个标准的流体力学术语,通常是指流速较慢的流动状态,但它并不特指流体微团的运动型态。
D. 急流:指的是流速很快的一种流动状态,但这同样不特指流体微团的运动型态。
为什么选择A:
题目描述的是“流速较小时,各流层的液体质点是有条不紊地运动,互不混掺”,这正符合层流的定义。在层流状态下,流体运动稳定,各流层之间没有质点的交换和混合,这与紊流中质点运动杂乱无章、互相混掺的特点正好相反。因此,正确答案是A. 层流。其他选项B、C和D要么描述的是不同的流体运动状态,要么并不是流体微团运动型态的专业术语,所以不是正确答案。
A. (A) 500
B. (B) 1000
C. (C) 2000
D. (D) 20000
解析:解析这一题目需要理解雷诺数(Reynolds number)的概念及其在判断液流型态中的作用。雷诺数是一个无量纲数,用来预测流体流动的模式,它与流体的流速、特征长度(如管道直径或流动区域宽度)、流体的动力粘度以及流体的密度有关。
对于明渠水流,雷诺数用来区分层流和紊流。一般情况下,在管道中流动的液体如果雷诺数小于约2000,则流动是层流;大于约4000则为紊流。然而,对于明渠水流(即开放通道中的流动),临界雷诺数与管道流动的情况不同,其数值较小。
具体到本题:
A. 500:这是明渠水流从层流转变为紊流的大致临界值。
B. 1000:这个数值比实际用于区分明渠水流型态的临界值要大,不是正确答案。
C. 2000:此数值适用于封闭管道内层流向紊流转变的临界值,而非明渠水流。
D. 20000:这个数值远高于明渠水流转变所需的临界雷诺数,显然不是正确答案。
因此,正确答案是A,即当明渠水流的雷诺数大于500时,可以判断液流型态为紊流。不过需要注意的是,实际应用中可能会根据具体情况和经验确定一个稍微不同的阈值。
A. (A) 层流
B. (B) 紊流
C. (C) 缓流
D. (D) 急流
解析:本题考察的是明渠水流型态的判断,特别是基于雷诺数的分类。
选项A(层流):层流是指流体在流动过程中,各质点间互不混杂,保持层次分明的流动状态。其雷诺数一般较小,远低于500,因此A选项错误。
选项B(紊流):紊流是流体流动时各质点间强烈地混合与掺杂、不仅有沿着主流方向的运动,而且还有垂直于主流方向的运动。当雷诺数大于某一临界值时(对于明渠水流,这个临界值通常认为是500),水流由层流转变为紊流。因此,当明渠水流的雷诺数大于500时,可以判断液流型态为紊流,B选项正确。
选项C(缓流):缓流和急流是根据水流速度与水力半径和重力加速度的比值(即弗劳德数)来划分的,与雷诺数无关。缓流是指水流速度较慢,水面比较平稳的流态,因此C选项错误。
选项D(急流):同样,急流也是根据弗劳德数来划分的,表示水流速度较快,水面波动较大的流态,与雷诺数无直接关系,所以D选项错误。
综上所述,正确答案是B(紊流)。
A. (A) 500
B. (B) 1000
C. (C) 2000
D. (D) 20000
解析:在流体力学中,雷诺数(Re)是用来判断流体流动状态的一个无量纲数值,它是通过流体的密度、速度、特征长度和粘性系数来计算的。雷诺数的大小通常用来区分流体的层流和湍流状态。
以下是各个选项的解析:
A. 500:这是一个比较低的雷诺数值。当雷诺数小于2000时,通常认为流体处于层流状态。因此,如果雷诺数小于500,流体必然是层流。
B. 1000:虽然1000也是一个相对较低的雷诺数,但根据常规的判断标准,只有当雷诺数小于2000时,流体才能被确定为层流。因此,这个选项不足以确定流体一定是层流。
C. 2000:这是一个临界值,通常用来区分层流和湍流的边界。当雷诺数等于或大于2000时,流体可能从层流转变为湍流。所以,这个选项不能用来判断流体为层流。
D. 20000:这是一个很高的雷诺数值,远超过了层流和湍流的界限。在这个数值下,流体几乎肯定处于湍流状态。
为什么选择答案A: 根据流体力学的一般标准,当雷诺数小于2000时,流体呈现层流状态。因此,选项A中的500小于2000,可以判断液流型态为层流。而其他选项要么是临界值(C),要么大于2000(B和D),所以不能用来判断流体为层流。正确答案是A,因为它满足层流的雷诺数条件。
A. (A) 层流
B. (B) 紊流
C. (C) 缓流
D. (D) 急流
解析:解析如下:
这道题考察的是流体力学中雷诺数(Reynolds number)与液体流动状态的关系。雷诺数是一个无量纲数,用来预测流体的流动模式。它是由流体的流速、特征长度(如管道直径或物体尺寸)、流体的动力粘度以及流体的密度计算得出的。
选项分析:
A. 层流:层流是指流体在低速流动时的状态,此时流体质点沿直线平行运动,互不混杂。
B. 紊流:紊流则是指当流速增加到一定程度后,流体流动变得紊乱且不稳定,质点之间相互混合。
C. 缓流:这是一个相对的概念,通常指的是流速较慢的流动,它并不直接与雷诺数相关联。
D. 急流:与缓流相反,急流指的是流速较快的流动,它同样不是直接由雷诺数定义的。
答案选择A的原因是:
雷诺数是区分层流和紊流的一个重要指标。一般认为,对于圆管内的流动,当雷诺数小于约2300时,流动为层流;大于4000时,流动为紊流;而在2300至4000之间时,则可能存在过渡区。对于明渠流动(即开放通道中的流动),虽然临界雷诺数可能有所不同,但是题目中给出的雷诺数小于500,这个数值远远低于区分层流和紊流的临界值,因此可以断定这种情况下液流型态为层流。
因此,正确答案是A. 层流。