题目
水在圆形直管中作完全湍流时,当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变,仅将其管径缩小一半,则阻力变为原来的( )倍。 A.16 B.32 C.不变
水在圆形直管中作完全湍流时,当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变,仅将其管径缩小一半,则阻力变为原来的( )倍。
A.16 B.32 C.不变
A.16 B.32 C.不变
题目解答
答案
B
解析
步骤 1:理解完全湍流条件下的阻力公式
在完全湍流条件下,流体在管道中的阻力与流速的平方成正比,与管道直径的四次方成反比。阻力公式可以表示为:
\[ \Delta P = f \frac{L}{D} \frac{\rho v^2}{2} \]
其中,\(\Delta P\) 是压力降,\(f\) 是摩擦系数,\(L\) 是管道长度,\(D\) 是管道直径,\(\rho\) 是流体密度,\(v\) 是流速。
步骤 2:分析输送量、管长和管子的相对粗糙度不变时,管径缩小一半对阻力的影响
当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变时,流速与管道直径的平方成反比。因此,当管径缩小一半时,流速会增加四倍。由于阻力与流速的平方成正比,因此阻力会增加16倍。但是,阻力还与管道直径的四次方成反比,因此当管径缩小一半时,阻力会再增加16倍。因此,总的阻力会增加32倍。
步骤 3:得出结论
综上所述,当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变,仅将其管径缩小一半时,阻力变为原来的32倍。
在完全湍流条件下,流体在管道中的阻力与流速的平方成正比,与管道直径的四次方成反比。阻力公式可以表示为:
\[ \Delta P = f \frac{L}{D} \frac{\rho v^2}{2} \]
其中,\(\Delta P\) 是压力降,\(f\) 是摩擦系数,\(L\) 是管道长度,\(D\) 是管道直径,\(\rho\) 是流体密度,\(v\) 是流速。
步骤 2:分析输送量、管长和管子的相对粗糙度不变时,管径缩小一半对阻力的影响
当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变时,流速与管道直径的平方成反比。因此,当管径缩小一半时,流速会增加四倍。由于阻力与流速的平方成正比,因此阻力会增加16倍。但是,阻力还与管道直径的四次方成反比,因此当管径缩小一半时,阻力会再增加16倍。因此,总的阻力会增加32倍。
步骤 3:得出结论
综上所述,当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变,仅将其管径缩小一半时,阻力变为原来的32倍。