A、(A) 正水击
B、(B) 负水击
C、(C) 正反射
D、(D) 负反射
答案:A
解析:水击现象是指在管道中流体运动状态发生急剧变化时,由于流体动能和压力能的迅速转换,造成管道内压力的瞬时升高或降低的现象。
选项解析如下:
A. 正水击:当阀门突然关闭,管中流速减小,压力波以波速向阀门方向传播,管内压力瞬时升高,这种现象称为正水击。正水击的特点是压力升高,与阀门关闭后流速减小、压强增大的描述相符。
B. 负水击:与正水击相反,负水击是指管内压力瞬时降低的现象。这种情况一般发生在阀门突然打开,流体迅速流向阀门,造成局部低压。
C. 正反射:这是波动在传播过程中遇到障碍物反射回去的现象,不特指水击现象。
D. 负反射:同正反射一样,这也是波动的一种反射现象,同样不特指水击。
为什么选A:根据题干描述,“阀门关闭,管中流速减小,压强增大”,这是典型的正水击现象。阀门关闭导致流体动能无法继续传递,动能转化为压力能,造成压力瞬时升高,因此正确答案是A.正水击。
选择「段落」
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A、(A) 正水击
B、(B) 负水击
C、(C) 正反射
D、(D) 负反射
答案:A
解析:水击现象是指在管道中流体运动状态发生急剧变化时,由于流体动能和压力能的迅速转换,造成管道内压力的瞬时升高或降低的现象。
选项解析如下:
A. 正水击:当阀门突然关闭,管中流速减小,压力波以波速向阀门方向传播,管内压力瞬时升高,这种现象称为正水击。正水击的特点是压力升高,与阀门关闭后流速减小、压强增大的描述相符。
B. 负水击:与正水击相反,负水击是指管内压力瞬时降低的现象。这种情况一般发生在阀门突然打开,流体迅速流向阀门,造成局部低压。
C. 正反射:这是波动在传播过程中遇到障碍物反射回去的现象,不特指水击现象。
D. 负反射:同正反射一样,这也是波动的一种反射现象,同样不特指水击。
为什么选A:根据题干描述,“阀门关闭,管中流速减小,压强增大”,这是典型的正水击现象。阀门关闭导致流体动能无法继续传递,动能转化为压力能,造成压力瞬时升高,因此正确答案是A.正水击。
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A. (A) 正水击
B. (B) 负水击
C. (C) 正反射
D. (D) 负反射
解析:水击,也称作水锤,是指在封闭的管道系统中,由于流体的突然停止或流动状态的急剧改变而引起的瞬态压力波动现象。当阀门突然开启或者关闭时,水流速度会发生变化,从而导致管道内的压强发生变化。
题目描述的是阀门从关闭状态到开启状态的变化过程,此时管中的流速由零增加至某一数值,相应地,由于伯努利方程的关系,压强会有所下降。根据定义:
正水击(A)指的是当流速突然减少时,会导致管道内的压力增加的情况。
负水击(B)指的是当流速突然增加时,会导致管道内的压力减少的情况。
正反射(C)和负反射(D)通常用于描述波在管道端点处的反射情况,而不是直接描述阀门开启或关闭时的现象。
根据题目的描述,“阀门开启,管中流速增大,压强减小”,这是典型的负水击现象。因此正确答案是 B. 负水击。
A. (A) 水跃
B. (B) 水跌
C. (C) 水击
D. (D) 虹吸
解析:这是一道关于水利工程中水流现象识别的问题。我们需要分析每个选项所代表的水流现象,并找出哪一个与“压强在管道中交替升降来回传播”相符。
A. 水跃:水跃是水流从急流过渡到缓流时水面突然跃起的现象。它主要发生在明渠中,与管道内压强的交替升降无关。因此,A选项不符合题意。
B. 水跌:水跌是水流从缓流过渡到急流时水面突然降落的现象,也是明渠水流中的一种特定现象,与管道内压强的交替升降没有直接关系。所以,B选项同样不符合题意。
C. 水击:水击(或称水锤)是指在有压管道中,由于流速的突然变化而引起压强急剧升高和降低的交替变化现象。这种现象正是由于流速的突然变化导致管道内压强的交替升降来回传播。因此,C选项完全符合题目描述的现象。
D. 虹吸:虹吸是一种利用液面高度差的作用力现象,将液体充满一根倒U形的管状结构内后,开口高的一端的水会向更低的一端流动,而管内的最高点水面会超越弯管而向后流出。虹吸现象与管道内压强的交替升降无关,因此D选项不符合题意。
综上所述,发生“水击”现象时,压强会在管道中交替升降来回传播。因此,正确答案是C。
A. (A) 简单管道
B. (B) 串联管道
C. (C) 并联管道
D. (D) 分叉管道
解析:选项解析:
A. 简单管道:指的是管道系统中只有单一管道,没有分支或连接的其他管道,水流路径直接明了。
B. 串联管道:指的是管道系统中多个管道首尾相接,水流依次流过每一个管道。
C. 并联管道:指的是管道系统中多个管道并排布置,进口和出口相连,水流可以同时流过多个管道。
D. 分叉管道:指的是管道系统在某一处分叉成两个或多个支路。
为什么选这个答案:
根据题目的描述,“根据管道的平面布置情况,可将管道系统分为()和复杂管道”,这里需要选择的是与“复杂管道”相对的概念,即最基础的、没有复杂连接或分叉的管道类型。
选项A“简单管道”正是指最基本的管道系统,没有串联、并联或分叉的结构,是最直接的对立概念。因此,正确答案是A“简单管道”。其他选项B、C、D描述的都是相对于简单管道来说更为复杂的管道布置方式,因此不符合题目的要求。
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A. (A) 0.5
B. (B) 0.25
C. (C) 0.75
D. (D) 1
解析:这道题目考察的是流体力学中关于管道出口局部水头损失的知识点。当管道的末端直接连接到一个大的接收体(如水库或水池)时,水流会从管口扩散到较大的水域中。这种情况下,由于流体从约束条件(管道)突然扩散到一个相对无约束的环境(水库),会产生一定的局部阻力损失。
局部水头损失系数(ξ)是描述这种现象的一个重要参数。对于不同的流动情况,局部水头损失系数有不同的经验值。在标准情况下,当管道出口直接进入一个大体积静止的水体(例如水库或水池),经验表明局部水头损失系数通常取为1。
解析选项:
A. 0.5 - 这个值通常与某些其他类型的局部阻力有关,而不是直接排入大水体的情况。
B. 0.25 - 同样,这不是管道直接排入大水体时典型的局部水头损失系数。
C. 0.75 - 这个数值也不符合我们所讨论的情况的标准值。
D. 1 - 当管道直接排入大水体(如水库或水池)时,这是局部水头损失系数的标准经验值。
因此,正确答案是 D. 1。
A. (A) 自由出流
B. (B) 淹没出流
C. (C) 非恒定管流
D. (D) 恒定管流
解析:这道题目考察的是水力学中关于水流流出管道时状态的基本概念。我们来逐一分析各个选项:
A. 自由出流:当管道出口的水流直接流入大气,没有受到下游水体的阻碍或顶托时,这种流动状态被称为自由出流。这是因为水流在流出管道后,能够自由地向各个方向扩散,不受下游水位的影响。这个选项与题目描述“管道出口水流流入大气”完全吻合。
B. 淹没出流:淹没出流是指管道出口的水流流入一个已经充满水或水位较高的容器、渠道等,使得水流在流出管道后受到下游水体的阻碍或顶托。这与题目中“流入大气”的描述不符,因为大气并不构成对水流的阻碍或顶托。
C. 非恒定管流:非恒定管流是指管道中的水流参数(如流速、流量、压力等)随时间发生变化的流动状态。这个选项描述的是管道内部水流的状态,而不是水流流出管道后的状态,因此与题目要求不符。
D. 恒定管流:恒定管流则是指管道中的水流参数不随时间发生变化的流动状态。同样,这个选项也是描述管道内部水流的状态,与题目中“管道出口水流流入大气”的描述不直接相关。
综上所述,根据题目描述“管道出口水流流入大气”,最符合的选项是A,即自由出流。这是因为自由出流特指水流在流出管道后能够自由地向各个方向扩散,不受下游水位影响的状态,与题目描述完全一致。
A. (A) 自由出流
B. (B) 淹没出流
C. (C) 非恒定管流
D. (D) 恒定管流
解析:选项解析:
A. 自由出流:指的是管道出口处的流体直接排入大气,不受任何阻挡或覆盖,流体在出口处自由流出。
B. 淹没出流:指的是管道出口位于水面以下,流体从管道流出时被外部的水体所淹没,流体在出口处与外部水体混合。
C. 非恒定管流:描述的是管道内流体流动的状态,这种流动状态不是恒定不变的,可能是由于流量、流速等参数随时间变化。
D. 恒定管流:指的是管道内流体的流量、流速、压力等参数不随时间变化,保持恒定。
为什么选B:
根据题干描述“管道出口淹没在水面以下”,这正符合“淹没出流”的定义,即管道出口被水面覆盖,流体从管道流出后直接进入水中,而不是排入大气。因此,正确答案是B. 淹没出流。其他选项要么描述的是不同的流体状态,要么与题干描述不符。
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A. (A) 增压逆波
B. (B) 增压顺波
C. (C) 减压逆波
D. (D) 减压顺波
解析:这个问题涉及的是水击现象,也称为液压冲击。当管道中的液体流动突然受到阻碍(如阀门关闭)时,它会导致压力波在管道中传播。这些压力波可以是增压波或减压波,并且可以沿管道向两个方向传播:逆流方向(逆波)或与流体流动相同的方向(顺波)。
当管道阀门突然关闭时,流动的水被迫停止,这会在瞬间导致流速从某个值降为零,并产生一个压力增加的现象,即所谓的水击压力。此时,在阀门关闭的位置会首先形成一个增压波,并且因为阀门的关闭是逆着水流方向的动作,所以这个增压波首先以逆波的形式向水源方向传播。
选项分析如下:
A. (A)增压逆波:正确答案。阀门关闭导致的压力突增首先会产生向逆流方向传播的增压波。
B. (B)增压顺波:虽然也是增压波,但是方向不对,因为顺波是沿着流体流动的方向传播。
C. (C)减压逆波:错误。阀门关闭不会首先产生减压效果,而是增压。
D. (D)减压顺波:错误。既不是减压也不是顺波。
因此,正确答案是A,即增压逆波。
A. (A) 不能超过某一数值
B. (B) 不能低于某一数值
C. (C) 等于 10 米水柱
D. (D) 大于 10 米水柱
解析:这是一道关于虹吸管工作原理及其物理限制的问题。我们来逐一分析各个选项:
A. 不能超过某一数值:虹吸管的工作原理依赖于在管道最高点形成真空,以克服重力使水从低处流向高处。然而,这种真空度是有限制的,主要由大气压和管道材料的强度决定。当真空度过大时,可能会超过管道材料的承受极限,导致管道破裂或失效。因此,虹吸管最高点处的真空度确实不能超过某一数值,这个数值取决于管道材料的强度和大气压。
B. 不能低于某一数值:这个选项与虹吸管的工作原理相悖。虹吸管在正常工作时,其最高点需要形成一定的真空度以克服重力,使水能够流动。如果真空度低于某一数值,可能无法克服重力,导致水无法流动。因此,这个选项是不正确的。
C. 等于 10 米水柱:这个选项是一个具体的数值,但虹吸管最高点处的真空度并不是固定不变的,它取决于多种因素,如管道长度、高度差、水流速度以及管道材料的强度等。因此,不能简单地认为它等于10米水柱。
D. 大于 10 米水柱:同样,这个选项也是一个具体的数值,并且与虹吸管的实际工作情况不符。如前所述,虹吸管最高点处的真空度受到多种因素的限制,不可能无限制地增大。
综上所述,虹吸管最高点处的真空度受到管道材料强度和大气压的限制,不能超过某一数值。因此,正确答案是A。
A. (A) 0.5
B. (B) 0.25
C. (C) 0.75
D. (D) 1
解析:这道题考察的是管道流动的基本原理,具体来说是曼宁公式或达西-魏斯巴赫方程在简单管道中的应用。
选项解析如下:
A. (A)0.5:这是正确答案。根据曼宁公式或达西-魏斯巴赫方程,简单管道的过流能力(Q,流量)与作用水头(H,或上下游水位差)的关系可以表示为 Q ∝ H^n,其中 n 是流速指数,对于充分发展的层流,n 接近 0.5。在实际情况中,由于管道中的流动往往是湍流,但这个关系仍然近似成立。
B. (B)0.25:这个选项不正确。0.25次方的关系不符合管道流动的基本原理。
C. (C)0.75:这个选项也不正确。虽然有些情况下流动可能表现出与水头的高次方关系,但在简单管道的流动中,这个关系不成立。
D. (D)1:这个选项也不正确。如果过流能力与作用水头成正比,那么管道的截面积必须不变,这与实际情况不符,因为管道的截面积是固定的,而流量与水头的关系是非线性的。
为什么选这个答案: 选A是因为在简单管道中,过流能力与作用水头的0.5次方成正比是一个经验规律,它基于流体力学中的曼宁公式或达西-魏斯巴赫方程,这些公式描述了在一定条件下管道中流体流动的特性。在实际工程应用中,这个关系被广泛用来估算管道的流量。
A. (A) 不变
B. (B) 可以变化
C. (C) 逐级缩小
D. (D) 逐级增大
解析:解析:
题目要求我们定义什么是简单管道。在水力学中,简单管道通常指的是结构较为简单的管道系统,它没有复杂的分支,并且在整个管道长度内其横截面积保持不变。这是因为对于不变横截面积的管道,流体力学计算相对直接和简化,适用于基础的教学或工程设计案例。
让我们来分析每个选项:
A. 不变 - 这意味着管道直径在整个管道长度内是恒定的,不会发生变化。这是最符合简单管道定义的选项。
B. 可以变化 - 如果管道直径可以变化,则管道中的流动情况会变得复杂,不符合简单管道的概念。
C. 逐级缩小 - 这种管道设计会导致流动特性随着管道长度逐渐改变,增加计算的复杂度。
D. 逐级增大 - 类似于选项C,这样的设计同样会使得流体流动情况复杂化,不再适合称为“简单”。
因此,正确答案为A,因为简单管道的定义包括了管道直径在整个管道长度内保持不变这一特点。