题目
【单选题】水在半径为 R ,长为 L 的管道中做层流,管中心流速为 v ,下面那种情况下可以让水不再做层流?A. 长度 L 微弱增加 .B. 减小管道半径为原来的一半 .C. 将水换成甘油 .D. 水流速度明显增加 .
【单选题】水在半径为 R ,长为 L 的管道中做层流,管中心流速为 v ,下面那种情况下可以让水不再做层流?
A. 长度 L 微弱增加 .
B. 减小管道半径为原来的一半 .
C. 将水换成甘油 .
D. 水流速度明显增加 .
题目解答
答案
D. 水流速度明显增加 .
解析
步骤 1：理解层流条件
层流是流体流动的一种状态，其中流体的流动是有序的，没有涡旋。层流的条件通常由雷诺数（Re）来判断，雷诺数是流体动力学中一个无量纲数，用来描述流体流动的性质。雷诺数的计算公式为：\[ Re = \frac{\rho v D}{\mu} \]，其中 \(\rho\) 是流体的密度，\(v\) 是流体的平均速度，\(D\) 是管道的直径，\(\mu\) 是流体的动力粘度。当雷诺数小于某个临界值时，流体流动为层流。
步骤 2：分析选项对雷诺数的影响
A. 长度 L 微弱增加：管道长度对雷诺数没有直接影响，因此不会改变流体的流动状态。
B. 减小管道半径为原来的一半：管道直径减小，雷诺数减小，更有利于层流的维持。
C. 将水换成甘油：甘油的粘度比水大，雷诺数减小，更有利于层流的维持。
D. 水流速度明显增加：流速增加，雷诺数增加，当雷诺数超过临界值时，流体流动将从层流转变为湍流。
步骤 3：确定答案
根据以上分析，选项 D 会导致雷诺数增加，从而可能使流体流动从层流转变为湍流。
层流是流体流动的一种状态，其中流体的流动是有序的，没有涡旋。层流的条件通常由雷诺数（Re）来判断，雷诺数是流体动力学中一个无量纲数，用来描述流体流动的性质。雷诺数的计算公式为：\[ Re = \frac{\rho v D}{\mu} \]，其中 \(\rho\) 是流体的密度，\(v\) 是流体的平均速度，\(D\) 是管道的直径，\(\mu\) 是流体的动力粘度。当雷诺数小于某个临界值时，流体流动为层流。
步骤 2：分析选项对雷诺数的影响
A. 长度 L 微弱增加：管道长度对雷诺数没有直接影响，因此不会改变流体的流动状态。
B. 减小管道半径为原来的一半：管道直径减小，雷诺数减小，更有利于层流的维持。
C. 将水换成甘油：甘油的粘度比水大，雷诺数减小，更有利于层流的维持。
D. 水流速度明显增加：流速增加，雷诺数增加，当雷诺数超过临界值时，流体流动将从层流转变为湍流。
步骤 3：确定答案
根据以上分析，选项 D 会导致雷诺数增加，从而可能使流体流动从层流转变为湍流。