单选题
理想流体在简单管路中作连续流动时,在管子直径小处,静压强就()。
A
变小
B
变大
C
不变
D
无法判断
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题主要考察流体力学中的**连续性方程**和**伯努利方程**。以下是详细的解析:
### 1. 分析流速变化(连续性方程)
对于理想流体在管路中作连续流动,根据**连续性方程**(质量守恒定律):
$$ A_1 v_1 = A_2 v_2 = Q \text{ (常数)} $$
其中:
- $A$ 为管道横截面积
- $v$ 为流体流速
- $Q$ 为流量
当管子直径变小时,横截面积 $A$ 减小。为了保持流量 $Q$ 不变,流速 $v$ 必须**增大**。
**结论:在管子直径小处,流速变大。**
### 2. 分析压强变化(伯努利方程)
对于理想流体(不可压缩、无粘性)在水平管路中流动,根据**伯努利方程**(能量守恒定律):
$$ P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \text{常数} $$
其中:
- $P$ 为静压强
- $\rho$ 为流体密度
- $v$ 为流速
- $g$ 为重力加速度
- $h$ 为高度
假设管路是水平的(或者忽略高度变化带来的影响),则 $\rho gh$ 项不变。方程简化为:
$$ P + \frac{1}{2}\rho v^2 = \text{常数} $$
由上一步可知,在直径小处,流速 $v$ **增大**,因此动压项 $\frac{1}{2}\rho v^2$ **增大**。
为了保持总能量(常数)不变,静压强 $P$ 必须**减小**。
### 总结
- 管径变小 $\rightarrow$ 流速变大
- 流速变大 $\rightarrow$ 动压增大 $\rightarrow$ **静压强变小**
因此,正确答案是 **A. 变小**。
相关知识点:
理想流体管径小压强变小
题目纠错
化工总控工理论题库
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