题目
在不同条件下测定直管湍流和完全湍流区的λ-Re关系数据,必须()时,数据点才会落在同一条曲线上。A. 实验物料的物性 ρ 、 μ 完全相同B. 管壁相对粗糙度相等C. 管子的直径、长度分别相等D. 雷诺数相等
在不同条件下测定直管湍流和完全湍流区的λ-Re关系数据,必须()时,数据点才会落在同一条曲线上。
A. 实验物料的物性 ρ 、 μ 完全相同
B. 管壁相对粗糙度相等
C. 管子的直径、长度分别相等
D. 雷诺数相等
题目解答
答案
B. 管壁相对粗糙度相等
解析
本题考查直管湍流和完全湍流区摩擦系数λ与雷诺数Re的关系。关键在于理解管壁相对粗糙度对λ-Re曲线的影响。在完全湍流区(阻力平方区),摩擦系数λ主要由管壁相对粗糙度决定,与雷诺数关系较弱。若不同实验条件下的相对粗糙度相同,则数据点会落在同一条曲线上,与流体物性、管径、雷诺数等其他因素无关。
选项分析
A. 实验物料的物性ρ、μ完全相同
雷诺数$Re = \frac{\rho v D}{\mu}$,物性参数会影响$Re$的计算。但题目要求的是数据点落在同一条曲线,而完全湍流区的λ主要由相对粗糙度决定,与物性无关。因此,物性不同但调整其他参数仍可能满足条件,A不是必要条件。
B. 管壁相对粗糙度相等
相对粗糙度$\Delta/D$是管壁绝对粗糙度与管径的比值。在完全湍流区,λ仅依赖于相对粗糙度,与$Re$无关。若所有实验的相对粗糙度相同,数据点必然落在同一条曲线,B是必要条件。
C. 管子的直径、长度分别相等
管长不影响摩擦系数,管径影响$Re$,但题目要求的是数据点落在同一曲线,与管径无关(可通过调整流速使$Re$匹配)。C不是必要条件。
D. 雷诺数相等
雷诺数相等仅保证数据点在同一条$Re$线上,但完全湍流区的λ由相对粗糙度决定。若相对粗糙度不同,数据点仍分布在不同曲线上。D不是必要条件。