超音速气流经过收缩管道后。

这道题考查的是气体动力学中**超音速气流在变截面管道中的流动特性**。 ### 核心原理：面积-速度关系 对于可压缩流体（如空气），其流速变化与管道截面积变化的关系取决于马赫数（$M$，即流速与当地声速之比）。根据一维等熵流动的面积-速度关系公式： $$ \frac{dA}{A} = (M^2 - 1) \frac{dV}{V} $$ 其中： * $dA$ 是截面积的变化量 * $dV$ 是速度的变化量 * $M$ 是马赫数 我们可以分两种情况讨论： 1. **亚音速流动 ($M < 1$)**： * $M^2 - 1 < 0$，所以 $\frac{dA}{A}$ 与 $\frac{dV}{V}$ 符号相反。 * 这意味着：**收缩管道**（$dA < 0$）会导致**速度增加**（$dV > 0$）。这符合我们日常对不可压缩流体（如水）的直觉。 2. **超音速流动 ($M > 1$)**： * $M^2 - 1 > 0$，所以 $\frac{dA}{A}$ 与 $\frac{dV}{V}$ 符号相同。 * 这意味着：**收缩管道**（$dA < 0$）会导致**速度降低**（$dV < 0$）。 * 反之，超音速气流经过**扩张管道**（$dA > 0$）时，速度才会增加。 ### 结合伯努利原理/能量守恒 当超音速气流经过收缩管道时： 1. **速度变化**：根据上述推导，速度会**降低**（减速）。 2. **压强变化**：根据能量守恒和气体状态方程，当气流减速时，动能转化为内能（焓），导致温度和**压强增大**。 ### 选项分析 * **A. 速度增加，压强下降**：这是**亚音速**气流经过收缩管道的情况，或者是超音速气流经过**扩张**管道的情况。错误。 * **B. 速度降低，压强增大**：这是**超音速**气流经过**收缩**管道的正确特性。正确。 * **C. 速度增加，压强增大**：这违反了能量守恒定律（在不添加外部能量的情况下，速度增加通常伴随压强/静温下降）。错误。 ### 结论 超音速气流经过收缩管道后，起到“扩压器”的作用，使气流减速增压。 因此，正确答案是 **B**。