题目
5. 空气在圆管内作定态流动,质量流量 恒定,若温度降低,则雷诺数将( )。A. 不变B. 不确定C. 增大D. 减小
5. 空气在圆管内作定态流动,质量流量 恒定,若温度降低,则雷诺数将( )。
A. 不变
B. 不确定
C. 增大
D. 减小
题目解答
答案
D. 减小
解析
步骤 1:理解雷诺数的定义
雷诺数(Re)是流体力学中一个无量纲数,用于判断流体流动状态(层流或湍流)。其定义为:\[ Re = \frac{\rho v D}{\mu} \],其中 \(\rho\) 是流体密度,\(v\) 是流体速度,\(D\) 是特征长度(如圆管直径),\(\mu\) 是流体的动力粘度。
步骤 2:分析温度变化对雷诺数的影响
当温度降低时,空气的密度 \(\rho\) 会增加,而动力粘度 \(\mu\) 会减小。然而,由于质量流量恒定,流体速度 \(v\) 会减小,因为质量流量 \(Q_m = \rho v A\),其中 \(A\) 是管道的横截面积。因此,温度降低时,雷诺数 \(Re\) 的变化取决于密度 \(\rho\) 和动力粘度 \(\mu\) 的变化。
步骤 3:确定雷诺数的变化趋势
由于温度降低时,空气的密度增加,动力粘度减小,但流体速度减小,且速度的减小对雷诺数的影响更为显著。因此,雷诺数 \(Re\) 会减小。
雷诺数(Re)是流体力学中一个无量纲数,用于判断流体流动状态(层流或湍流)。其定义为:\[ Re = \frac{\rho v D}{\mu} \],其中 \(\rho\) 是流体密度,\(v\) 是流体速度,\(D\) 是特征长度(如圆管直径),\(\mu\) 是流体的动力粘度。
步骤 2:分析温度变化对雷诺数的影响
当温度降低时,空气的密度 \(\rho\) 会增加,而动力粘度 \(\mu\) 会减小。然而,由于质量流量恒定,流体速度 \(v\) 会减小,因为质量流量 \(Q_m = \rho v A\),其中 \(A\) 是管道的横截面积。因此,温度降低时,雷诺数 \(Re\) 的变化取决于密度 \(\rho\) 和动力粘度 \(\mu\) 的变化。
步骤 3:确定雷诺数的变化趋势
由于温度降低时,空气的密度增加,动力粘度减小,但流体速度减小,且速度的减小对雷诺数的影响更为显著。因此,雷诺数 \(Re\) 会减小。