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水利工程专业业务考试试题集
4,889
单选题

紊流时,均匀流沿程水头损失与流速的()次方成正比例。

A
(A) 1
B
(B) (1.75,2.0)
C
(C) 1.75
D
(D) 2.0

答案解析

正确答案:B

解析:

解析这一题需要理解紊流状态下均匀流的沿程水头损失与流速之间的关系。在实际的水利工程中,流体在管道或开放渠道中的流动通常处于紊流状态,此时的沿程阻力系数与雷诺数有关,并且随着雷诺数的变化,阻力系数会经历不同的变化规律。

根据尼古拉兹实验以及后续的研究,对于商业粗糙度的管道,在紊流状态下(尤其是完全粗糙区),沿程水头损失hf通常与平均流速v的平方成正比,即hf ∝ v^2。然而,在紊流过渡区(部分粗糙区),沿程损失与流速的关系可能介于线性关系(hf ∝ v^1)与平方关系(hf ∝ v^2)之间。

选项分析如下:

A. 1:这是层流的情况,对于紊流并不适用。
B. (1.75, 2.0):这个范围涵盖了从紊流光滑区到混合区再到完全粗糙区的变化情况,因此是一个合理的描述。
C. 1.75:这是紊流过渡区的一个经验值,但并不是所有情况都适用。
D. 2.0:这是紊流完全粗糙区的情况,对于所有紊流情况来说过于绝对。

正确答案是 B,因为对于紊流,特别是当流体从光滑区进入粗糙区时,沿程水头损失与流速的关系不是一个固定的指数,而是介于大约1.75到2.0之间的一个变化值。这反映了不同粗糙程度下的管道对于沿程损失的影响差异。
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