单选题
当圆管水流的雷诺数小于 2000 时,可以判断液流型态为()。
A
(A) 层流
B
(B) 紊流
C
(C) 缓流
D
(D) 急流
答案解析
正确答案:A
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。
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。
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