28.水利工程中的水流绝大多数处于紊流(),谢才系数可用曼宁公式计算。

这道题考查的是水力学中紊流阻力分区以及谢才系数（Chezy coefficient）与曼宁公式（Manning formula）的适用条件。 ### 解析过程： 1. **紊流的三个阻力分区**： 在圆管或明渠紊流中，根据雷诺数（$Re$）和相对粗糙度（$\Delta/d$ 或 $\Delta/R$）的不同，紊流分为三个区域： * **水力光滑区（Smooth Turbulent Zone）**：粘性底层厚度大于壁面粗糙突起高度，粗糙度对阻力无影响，阻力系数仅与雷诺数有关。 * **过渡粗糙区（Transition Zone）**：粘性底层厚度与粗糙突起高度相当，阻力系数与雷诺数和相对粗糙度都有关。 * **水力粗糙区（Rough Turbulent Zone）**：也称为**完全粗糙区**或**阻力平方区**。此时粘性底层极薄，粗糙突起完全暴露在主流中，粘性影响可忽略不计。阻力系数（或谢才系数）仅取决于相对粗糙度，而与雷诺数无关。在此区域内，水头损失与流速的平方成正比，故又称阻力平方区。 2. **曼宁公式的适用条件**： 曼宁公式 $C = \frac{1}{n} R^{1/6}$ （国际单位制）是一个经验公式。它假设谢才系数 $C$ 仅与水力半径 $R$ 和糙率 $n$ 有关，而**与雷诺数（即流速、粘度）无关**。 * 这意味着曼宁公式只适用于**水力粗糙区**（即阻力平方区）。 * 在水力光滑区和过渡粗糙区，阻力受粘性影响，谢才系数会随雷诺数变化，因此曼宁公式不适用或误差较大。 3. **水利工程中的实际情况**： 水利工程中的水流（如河流、渠道、管道）通常具有较大的特征尺寸和较高的流速，雷诺数很大，绝大多数处于**水力粗糙区**（即**阻力平方区**）。因此，工程上广泛使用曼宁公式来计算谢才系数。 4. **选项分析**： * A. 光滑区：曼宁公式不适用。 * B. 过渡粗糙区：曼宁公式不严格适用。 * C. 粗糙区：即水力粗糙区，是曼宁公式的适用区域。 * D. 阻力平方区：是水力粗糙区的别称，因为在该区沿程水头损失 $h_f \propto v^2$，也是曼宁公式的适用区域。 由于“粗糙区”和“阻力平方区”指的是同一个流动状态（完全粗糙紊流），且都是曼宁公式的适用范围，因此选项 C 和 D 均正确。 ### 结论： 正确答案是 **C、D**。 * **C. 粗糙区**：指水力粗糙区，曼宁公式在此区域成立。 * **D. 阻力平方区**：是水力粗糙区的另一种称呼，同样符合曼宁公式的应用条件。