A、(A) 层流
B、(B) 紊流
C、(C) 缓流
D、(D) 急流
答案:B
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) 层流
B、(B) 紊流
C、(C) 缓流
D、(D) 急流
答案:B
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。
A. (A) 500
B. (B) 1000
C. (C) 2000
D. (D) 20000
解析:本题主要考察的是圆管水流中雷诺数与液流型态的关系。
雷诺数是描述流体流动状态的一个重要参数,它表示了流体惯性力与粘性力之比。在圆管水流中,当雷诺数较小时,粘性力占主导地位,水流呈层流状态;而当雷诺数增大到一定程度时,惯性力开始占主导地位,水流变得紊乱,形成紊流。
对于圆管水流,通常认为当雷诺数大于某一临界值时,水流由层流转变为紊流。这个临界值在不同的文献和资料中可能略有不同,但一般公认的是,当雷诺数大于2000时,可以判断液流型态为紊流。
现在我们来分析各个选项:
A选项(500):这个值远小于公认的紊流临界雷诺数,因此可以排除。
B选项(1000):虽然比A选项大,但仍然小于紊流临界雷诺数,故不选。
C选项(2000):这个值正好等于公认的紊流临界雷诺数,符合题目要求,是正确答案。
D选项(20000):这个值远大于紊流临界雷诺数,虽然也能表示紊流状态,但不是题目要求的临界值,故不选。
综上所述,正确答案是C选项(2000)。
A. (A) 层流
B. (B) 紊流
C. (C) 缓流
D. (D) 急流
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,计算公式为Re = ρVD/μ,其中ρ是流体密度,V是流体速度,D是特征长度(例如管道直径),μ是流体的动态粘度。
选项解析: A. 层流:当雷诺数小于2000时,流体流动呈层流状态,流体以平行层的方式移动,没有湍流或涡流。 B. 紊流:当雷诺数大于2000时,流体流动呈紊流状态,流体运动混乱,有涡流产生,速度分布不均匀。 C. 缓流:这个选项描述的是流体在管道中的平均速度相对于波速的一个状态,而不是直接由雷诺数决定的流动型态。 D. 急流:同样,这个选项描述的也是一种流速状态,指的是流体的平均速度大于波速,并不是由雷诺数直接决定的流动型态。
为什么选这个答案: 选择B(紊流)是因为题目中提到“当圆管水流的雷诺数大于2000时”,根据雷诺数的定义和流体力学中的标准,当雷诺数超过2000时,流体流动进入紊流状态。因此,正确答案是B.紊流。
A. (A) 500
B. (B) 1000
C. (C) 2000
D. (D) 20000
解析:这个问题考察的是雷诺数(Reynolds number)与液体流动状态之间的关系。雷诺数是一个无量纲数,用来预测流体流动的模式,特别是在管道中的流动。它可以帮助我们判断流动是层流还是湍流。
A. 500:这个数值太小了,不足以作为一般情况下区分层流和湍流的标准。
B. 1000:同样,这个数值也偏小,并不是标准的临界值。
C. 2000:这是正确答案。对于圆形管道内的流动,通常认为当雷诺数小于2000时,流动基本上是层流的。一旦雷诺数超过这个数值,流动可能会转变为湍流。
D. 20000:这个数值太大,远远超出了区分层流和湍流的典型雷诺数范围。
因此,选项C(2000)是正确的答案,因为在实际应用中,当圆管水流的雷诺数小于2000时,液流型态一般被认为是层流。而当雷诺数增加并超过这个临界值后,则可能会发生从层流向湍流的转变。
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液流型态判断,特别是针对圆管水流。液流型态主要分为层流和紊流两种,这两种型态的区分主要基于雷诺数(Reynolds number)的大小。
现在我们来逐一分析各个选项:
A. 层流:层流是指流体在流动过程中,各质点沿着管轴作平滑的直线运动,彼此互不混合也不产生紊动。在圆管中,当雷诺数较小时(通常小于2000),流体流动倾向于层流。这是因为流体分子间的粘性力在此时占据主导地位,使得流体能够保持有序的层状流动。因此,这个选项与题目中“雷诺数小于2000”的条件相符。
B. 紊流:紊流是指流体在流动过程中,各质点作不规则的杂乱运动,并相互掺混。在圆管中,当雷诺数较大时(通常大于4000),流体流动倾向于紊流。这是因为此时惯性力占据主导地位,使得流体分子间的粘性力无法维持有序的层状流动。由于题目中雷诺数小于2000,因此这个选项不正确。
C. 缓流:缓流和急流是描述水流在河道或渠道中流动状态的术语,与雷诺数无直接关联。缓流通常指水流速度较慢,水面比较平稳的状态。这个选项与题目要求的液流型态判断无关,因此不正确。
D. 急流:与缓流相对,急流指水流速度较快,水面波动较大的状态。同样,这个选项也与雷诺数无直接联系,因此不适用于本题。
综上所述,当圆管水流的雷诺数小于2000时,可以判断液流型态为层流。因此,正确答案是A. 层流。
A. (A) 层流
B. (B) 紊流
C. (C) 缓流
D. (D) 急流
解析:这道题考察的是流体力学中的基本概念。
A. 层流:指的是流体质点的运动轨迹是光滑的、有规则的流动状态,流体质点彼此平行,互不混合。在固体边界附近,由于摩擦力的作用,流体的流速从零(在固体表面上)逐渐增大到主流速度,这个速度变化层非常薄,且速度梯度大,流体呈层流状态,这就是所谓的粘性底层。
B. 紊流:是一种无序的、杂乱无章的流动状态,流体质点之间存在混合和交换。在远离固体边界的区域,流速较高时,流体更可能处于紊流状态。
C. 缓流:是指流体的流速小于临界流速时的流动状态,通常伴随着较大的水力半径。这个选项与粘性底层的定义无关。
D. 急流:是指流体的流速大于临界流速时的流动状态,这时流体的动能较大,可能会形成波浪和涡流。这个选项同样与粘性底层的定义无关。
所以,正确答案是A. 层流,因为粘性底层是由于靠近固体边界的流体在摩擦力作用下,速度从零开始逐渐增加,形成了一个流速分布较为规则的薄层,符合层流的特征。
A. (A) 0
B. (B) 0.2PA
C. (C) 0.3PA
D. (D) 0.4PA
解析:这个问题涉及到流体力学中的剪应力(切应力)分布规律,在讨论管道内的层流流动时尤为常见。对于牛顿流体在圆形管道中的层流流动,剪应力分布遵循一个特定的模式:它在管道中心处最小,在管壁处达到最大值。
解析如下:
选项A表示管道中心处的切应力为0。
选项B表示管道中心处的切应力为0.2帕斯卡(Pa)。
选项C表示管道中心处的切应力为0.3帕斯卡(Pa)。
选项D表示管道中心处的切应力为0.4帕斯卡(Pa)。
正确答案是A,即管道中心处的切应力为0。这是因为在层流情况下,根据哈根-泊肃叶定律(Hagen-Poiseuille law),流体的速度分布呈抛物线形状,最大速度位于管道中心,而切应力与速度梯度成正比(τ = μ(dv/dy))。由于管道中心的速度梯度为零(两边的速度同样增加),因此该点的切应力也为零。随着位置向管壁移动,速度梯度增加,因此切应力也相应增加,并且在管壁处达到最大值。
A. (A) 平均水深
B. (B) 水力半径
C. (C) 圆弧半径
D. (D) 水面宽度
解析:这个问题是关于水利工程中的一个基本概念——水力半径。我们可以根据题目描述和选项来逐一分析:
A. 平均水深:平均水深是指水域中某一点的深度或整个水域深度的平均值,它与过水断面面积和湿周的比值没有直接关系。因此,这个选项不正确。
B. 水力半径:水力半径是描述水流在过水断面中流动特性的一个重要参数,它定义为过水断面面积与湿周(即过水断面与水体接触的周界长度)的比值。这个定义与题目中的描述完全一致,因此是正确答案。
C. 圆弧半径:圆弧半径是几何学中的一个概念,与水利工程中的水流特性和过水断面面积、湿周等参数无直接关联。因此,这个选项不正确。
D. 水面宽度:水面宽度是指水域表面的宽度,它并不涉及过水断面面积与湿周的比值。因此,这个选项同样不正确。
综上所述,正确答案是B,即水力半径,因为它准确地描述了过水断面面积与湿周的比值。
A. (A) 流速水头
B. (B) 压强水头
C. (C) 测压管水头
D. (D) 总水头
解析:这道题考察的是水利工程专业中局部水头损失的计算知识。
选项解析如下:
A. (A)流速水头:局部水头损失的计算公式通常表示为局部水头损失系数乘以流速水头。流速水头是指流体由于流动而具有的能量,与流体的流速有关。
B. (B)压强水头:压强水头是指流体由于压强而具有的能量,与流体的压强有关,但不是局部水头损失计算的直接因素。
C. (C)测压管水头:测压管水头是流体在测压管中的高度,它是压强水头和流速水头的总和,但也不是局部水头损失计算的直接因素。
D. (D)总水头:总水头是流体的能量总和,包括压强水头、流速水头和位能水头,但局部水头损失的计算并不直接与总水头相关。
为什么选这个答案: 正确答案是A,因为局部水头损失的计算公式是:局部水头损失 = 局部水头损失系数 * 流速水头的平方。这里的流速水头是流体流速的平方除以2倍的重力加速度。局部水头损失系数与流体的流动状态、管道形状等因素有关,而计算局部水头损失时,需要用到流速水头。因此,正确答案是A。