当圆管水流的雷诺数小于 2000 时，可以判断液流型态为（）。

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。

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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。

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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。

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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。

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解析：解析这一题目需要理解不同流动状态下的水头损失特性。

选项A：均匀流

均匀流指的是流速矢量沿流程不变的流动，这种情况下，流线是平行直线，没有明显的流速或流向变化。在均匀流中，主要考虑的是沿程水头损失，而不是局部水头损失。

选项B：渐变流

渐变流是指流速矢量缓慢变化的情况，虽然有变化但是变化率很小，这种流动通常与沿程损失有关，而非局部损失。

选项C：急变流

急变流指的是在很短的距离内流速矢量发生显著改变的流动，如管道入口出口、弯管、阀门等处，这些位置会形成旋涡区，导致能量以涡流的形式耗散掉，因此会产生较大的局部水头损失。

选项D：非恒定流

非恒定流指的是随时间变化的流动，虽然非恒定流中也可能存在局部损失，但这不是其定义的核心特征，而且题目询问的是特定流动状态下的局部水头损失。

根据上述分析，正确答案是C，即急变流。因为急变流中的流态变化剧烈，容易产生涡流等现象，从而导致能量的耗散，这就是我们所说的局部水头损失。

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解析：这是一道关于明渠水流类型的问题。首先，我们需要理解题目中涉及的几个关键概念：层流、紊流、缓流和急流，并明确它们各自的特点。

层流：层流是指流体在流动过程中，各质点间互不掺混，质点的运动轨迹为平滑曲线或直线的流动状态。在自然界中，层流现象较为罕见，通常只在流速极低、流体粘度大或管道直径极小的情况下出现。

紊流：紊流是指流体在流动过程中，各质点间相互掺混，质点的运动轨迹极不规则、杂乱无章的流动状态。在自然界和工程实际中，紊流是更为普遍的现象，特别是在流速较大、管道直径较大的情况下。

缓流和急流：这两个概念主要是根据水流流速与渠道底坡的关系来划分的。缓流是指水流流速小于渠道底坡所允许的最大流速的流动状态；而急流则是指水流流速大于这一最大流速的流动状态。这两个概念与层流和紊流不是同一维度的分类，它们可以同时存在于层流或紊流中。

现在，我们根据题目要求分析各个选项：

A选项（层流）：如前所述，层流在自然界中较为罕见，且题目明确指出“绝大多数明渠水流（渗流除外）”，因此可以排除层流作为普遍现象的可能性。
B选项（紊流）：紊流是自然界和工程实际中更为普遍的水流状态，特别是在明渠这种流速较大、管道直径较大的环境中。因此，这个选项与题目描述相符。
C选项（缓流）和D选项（急流）：这两个选项描述的是水流流速与渠道底坡的关系，而不是水流的流动状态（层流或紊流）。因此，它们不是题目所询问的焦点，可以排除。

综上所述，绝大多数明渠水流（渗流除外）都为紊流，因此正确答案是B选项（紊流）。

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解析：在明渠紊流中，紊动强度是指流体紊流运动的剧烈程度，通常与流速分布、流体粘性、雷诺数等因素有关。

选项解析如下： A. 最大：在明渠底部，由于受到摩擦力的影响，流速较低，而靠近底部的流体需要克服摩擦力，导致流速梯度大，紊动强度高。 B. 最小：与实际情况不符，因为槽底附近由于流速梯度的原因，紊动强度不会是最小的。 C. 维持一定值：紊动强度在不同位置是变化的，尤其在明渠底部，不可能维持一个恒定值。 D. 不确定：根据流体力学理论，紊动强度在明渠底部的特性是可以确定的，因此这个选项不正确。

选择A的原因是：在明渠紊流中，靠近槽底的地方由于受到壁面摩擦的影响，流速较低，而流体要克服这种摩擦力，会在该区域形成较大的流速梯度，从而导致紊动强度最大。这就是所谓的“层流底层”现象，在此区域内，流体的紊动最为剧烈。因此，正确答案是A。

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解析：在尼古拉兹试验中，研究的是流体在管道中的流动阻力特性。题目提到的“管道半径与砂粒直径的比值”，实际上是在描述管道壁面的粗糙程度。这一比值用来衡量管道内表面相对于颗粒尺度的光滑程度。

解析各个选项：

A. 相对光滑度：正确答案。相对光滑度是指管壁实际粗糙度（如砂粒直径）相对于管道尺寸（如半径或直径）的比例。当这个比例很大时，表明管道非常光滑；反之，则表示管道较为粗糙。
B. 相对粗糙度：通常指的是管道内壁的实际粗糙高度与管道特征长度（通常是直径）的比例，但在此题的表述下，它不是正确答案。
C. 相对水深：通常用于描述水流深度相对于某个基准值（如临界深度或正常深度）的比例，在此题中无关。
D. 相似比尺：通常是指模型与原型之间的几何尺寸比例关系，在流体力学实验中用来确保流动相似性，也与此题无关。

因此，正确答案是A，即相对光滑度。这是因为在尼古拉兹实验中，通过改变砂粒直径与管道半径的比例，可以研究不同粗糙度条件下的流动阻力特性。

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解析：这是一道关于水力学中尼古拉兹试验的题目，主要考察对尼古拉兹试验中关键概念的理解。尼古拉兹试验是研究水流阻力与管道壁面粗糙度之间关系的经典实验。

首先，我们来分析题目中的各个选项：

A. 相对光滑度：这个术语在水利工程或水力学中并不是一个常用的标准术语，特别是在描述砂粒直径与管道半径关系的上下文中。它更可能是一个误导性的选项。

B. 相对粗糙度：在尼古拉兹试验中，砂粒直径（代表壁面的粗糙元素）与管道半径的比值被用来量化管道的粗糙程度，即“相对粗糙度”。这是衡量管道壁面粗糙程度的一个重要参数，直接影响水流阻力和流动特性。

C. 相对水深：这个术语通常用于描述水深与某种参考尺度（如河道宽度、流速等）的比值，与砂粒直径和管道半径的比值无直接关联。

D. 相似比尺：相似比尺是模型试验中的一个重要概念，用于描述模型与原型之间各对应尺寸的比例关系。这与尼古拉兹试验中砂粒直径与管道半径的比值无直接联系。

综上所述，尼古拉兹试验中，砂粒直径与管道半径的比值正是用来描述管道壁面的粗糙程度，即“相对粗糙度”。因此，正确答案是B选项“相对粗糙度”。

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解析：尼古拉兹图是水利学中用于描述管道流动阻力特性的一个重要图表，它展示了沿程阻力系数λ与雷诺数Re之间的关系。以下是对各个选项的解析：

A. 牛顿数（Newton number） - 牛顿数是描述流体运动中重力与粘性力之比的一个无量纲数，它并不直接用于描述沿程阻力系数。

B. 雷诺数（Reynolds number） - 雷诺数是描述流体流动状态的无量纲数，它是惯性力与粘性力之比。尼古拉兹实验表明，在不同的雷诺数下，流体的沿程阻力系数λ会有不同的值，因此雷诺数与沿程阻力系数之间的关系正是尼古拉兹图所反映的内容。

C. 佛汝得数（Froude number） - 佛汝得数是描述开放渠道中流体运动状态的无量纲数，主要用于区分流体的重力流和压力流，与沿程阻力系数无直接关系。

D. 柯西数（Cauchy number） - 柯西数是描述流体中压力与惯性力之比的无量纲数，它并不用于描述沿程阻力系数。

因此，正确答案是B. 雷诺数，因为尼古拉兹图全面反映了不同相对光滑度时沿程阻力系数λ与雷诺数之间的关系。在不同的雷诺数下，流体可能呈现层流或湍流状态，而每种状态下流体的阻力特性都不同，这正是尼古拉兹图所展示的内容。

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