多选题
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。
A
(A) 光滑区
B
(B) 过渡粗糙区
C
(C) 粗糙区
D
(D) 阻力平方区
答案解析
正确答案:CD
解析:
这道题考察的是水利工程中水流状态以及相应谢才系数计算公式的理解。首先我们需要了解一些基本概念:
紊流:是流体力学中的一种流动状态,其特征是流体运动轨迹极为复杂且不可预测,通常发生在高速度或大雷诺数的情况下。
谢才系数:用来描述水流在管道或渠道中的流动阻力,它与流体动力粘度、管道几何形状等因素有关。
曼宁公式:用于计算开放渠道(如河流、沟渠等)中的水力半径和粗糙度对流速的影响。
题目提到“水利工程中的水流绝大多数处于紊流”,而在紊流状态下,根据尼古拉兹实验的结果,可以将管道内部的状态分为不同的区域:
A. 光滑区:在这一区域里,管道壁面的粗糙度对流动没有显著影响,流动特性主要由流体的动力粘性决定。
B. 过渡粗糙区:此时流体流动开始受到管壁粗糙度的影响,但是这种影响还不完全,因此称之为过渡区。
C. 粗糙区:在这个区域内,流动特性几乎完全取决于管道壁面的粗糙程度,流体的动力粘性影响可以忽略不计。
D. 阻力平方区:实际上这是对紊流状态的一个描述,在这个区域内,阻力损失与速度的平方成正比,它对应于曼宁公式适用的情况。
在实际的水利工程中,大多数情况下,水流已经进入了完全受粗糙度影响的状态,即“粗糙区”。同时,因为曼宁公式适用于阻力损失与流速平方成正比的情况,所以也可以说是“阻力平方区”。
因此,正确答案是“C. 粗糙区”和“D. 阻力平方区”,这两个选项都符合题目中所述条件。而“光滑区”和“过渡粗糙区”则不符合题目中所描述的“绝大多数处于紊流”的情况。
紊流:是流体力学中的一种流动状态,其特征是流体运动轨迹极为复杂且不可预测,通常发生在高速度或大雷诺数的情况下。
谢才系数:用来描述水流在管道或渠道中的流动阻力,它与流体动力粘度、管道几何形状等因素有关。
曼宁公式:用于计算开放渠道(如河流、沟渠等)中的水力半径和粗糙度对流速的影响。
题目提到“水利工程中的水流绝大多数处于紊流”,而在紊流状态下,根据尼古拉兹实验的结果,可以将管道内部的状态分为不同的区域:
A. 光滑区:在这一区域里,管道壁面的粗糙度对流动没有显著影响,流动特性主要由流体的动力粘性决定。
B. 过渡粗糙区:此时流体流动开始受到管壁粗糙度的影响,但是这种影响还不完全,因此称之为过渡区。
C. 粗糙区:在这个区域内,流动特性几乎完全取决于管道壁面的粗糙程度,流体的动力粘性影响可以忽略不计。
D. 阻力平方区:实际上这是对紊流状态的一个描述,在这个区域内,阻力损失与速度的平方成正比,它对应于曼宁公式适用的情况。
在实际的水利工程中,大多数情况下,水流已经进入了完全受粗糙度影响的状态,即“粗糙区”。同时,因为曼宁公式适用于阻力损失与流速平方成正比的情况,所以也可以说是“阻力平方区”。
因此,正确答案是“C. 粗糙区”和“D. 阻力平方区”,这两个选项都符合题目中所述条件。而“光滑区”和“过渡粗糙区”则不符合题目中所描述的“绝大多数处于紊流”的情况。
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