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水利工程专业工程师资格业务考试题库
2,730
单选题

50.层流时,水流阻力只有()。

A
 粘滞切应力
B
 附加切应力
C
 正应力
D
 剪应力

答案解析

正确答案:A

解析:

**解析:** 在流体力学中,根据流体流动的状态不同,水流阻力产生的机理也有所区别: 1. **层流(Laminar Flow)**: * 在层流状态下,流体质点分层运动,互不混掺,流动非常有秩序。 * 此时,相邻流层之间的动量交换主要依靠分子的随机热运动(即粘性作用)。 * 因此,层流时的水流阻力完全由流体的**粘滞性**引起,表现为**粘滞切应力**(Viscous Shear Stress),遵循牛顿内摩擦定律 $\tau = \mu \frac{du}{dy}$。 2. **紊流(Turbulent Flow)**: * 在紊流状态下,流体质点相互混掺,存在剧烈的脉动。 * 此时的水流阻力不仅包含由分子粘性引起的**粘滞切应力**,还包含由于质点混掺和脉动引起的**附加切应力**(也称为雷诺应力或紊动切应力)。 * 通常在高速流动的紊流中,附加切应力占主导地位。 **选项分析:** * **A. 粘滞切应力**:正确。层流时只有因流体粘性产生的切应力。 * **B. 附加切应力**:错误。这是紊流特有的阻力成分,层流中不存在。 * **C. 正应力**:错误。水流阻力主要表现为阻碍流动的切向力(切应力),而非垂直于流动方向的正应力(压力)。 * **D. 剪应力**:不准确。虽然粘滞切应力属于剪应力的一种,但“剪应力”是一个更广泛的概念。在区分层流和紊流阻力来源的语境下,特指由粘性引起的“粘滞切应力”更为准确,且为了与紊流中的“附加切应力”对应,A选项是最佳答案。 故正确答案为 **A**。

相关知识点:

层流时水流阻力仅粘滞切应力

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