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水利工程专业业务考试试题集
4,889
单选题

管道中心处的切应力为(),沿半径方向逐渐增大,管壁处达到最大。

A
(A) 0
B
(B) 0.2PA
C
(C) 0.3PA
D
(D) 0.4PA

答案解析

正确答案:A

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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