减少管路流动阻力的方法包括()。A. 增大管径B. 缩短管路长度C. 减少管件数量D. 降低流体粘度
A. 增大管径
B. 缩短管路长度
C. 减少管件数量
D. 降低流体粘度
题目解答
答案
A. 增大管径
B. 缩短管路长度
C. 减少管件数量
D. 降低流体粘度
解析
本题考查的是影响管路流动阻力的因素以及减少管路流动阻力的方法。解题思路是根据管路流动阻力的相关理论,分析每个选项对管路流动阻力的影响。
选项A
根据流体力学知识,管路流动阻力与管径的关系可以通过范宁公式$h_f = \lambda\frac{l}{d}\frac{u^2}{2g}$来分析,其中$h_f$为沿程水头损失(代表流动阻力),$\lambda$为摩擦系数,$l$为管路长度,$d$为管径,$u$为流体流速,$g$为重力加速度。在其他条件不变的情况下,增大管径$d$,$\frac{l}{d}$的值会减小,从而使沿程水头损失$h_f$减小,即流动阻力减小。所以增大管径可以减少管路流动阻力。
选项B
同样依据范宁公式$h_f = \lambda\frac{l}{d}\frac{u^2}{2g}$,当缩短管路长度$l$时,在其他参数不变的情况下,$\frac{l}{d}$的值会变小,进而导致沿程水头损失$h_f$减小,也就是流动阻力减小。所以缩短管路长度能够减少管路流动阻力。
选项C
管件(如弯头、阀门等)会使流体的流动状态发生改变,产生局部阻力。减少管件数量,就意味着减少了局部阻力的产生点,从而降低了总的管路流动阻力。所以减少管件数量可以减少管路流动阻力。
选项D
流体粘度$\mu$对流动阻力有影响。摩擦系数$\lambda$与雷诺数$Re=\frac{du\rho}{\mu}$有关(其中$\rho$为流体密度),当降低流体粘度$\mu$时,雷诺数$Re$会增大。在大多数情况下,随着雷诺数的增大,摩擦系数$\lambda$会减小。再根据范宁公式$h_f = \lambda\frac{l}{d}\frac{u^2}{2g}$,$\lambda$减小会使沿程水头损失$h_f$减小,即流动阻力减小。所以降低流体粘度可以减少管路流动阻力。