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化工总控工理论题库
1,831
判断题

在稳定流动过程中,流体流经各等截面处的体积流量相等。

A
正确
B
错误

答案解析

正确答案:B

解析:

这道题的答案是**错误**。以下是详细解析: ### 核心概念辨析 要判断这句话的对错,需要区分两个关键的流体力学概念:**质量守恒**与**体积流量守恒**,以及**可压缩流体**与**不可压缩流体**的区别。 1. **稳定流动(Steady Flow)的定义**: 在稳定流动中,流场中任意一点的流体性质(如速度、压力、密度等)不随时间变化。根据**质量守恒定律**,对于没有源或汇的稳定流动系统,流经各截面的**质量流量**($\dot{m}$)是相等的。 $$ \dot{m} = \rho_1 A_1 v_1 = \rho_2 A_2 v_2 = \text{常数} $$ 其中: * $\rho$ 为流体密度 * $A$ 为截面积 * $v$ 为流速 2. **体积流量($Q$)的定义**: 体积流量定义为单位时间内流经截面的流体体积: $$ Q = A v = \frac{\dot{m}}{\rho} $$ ### 为什么题目说法错误? 题目声称“体积流量相等”,即 $Q_1 = Q_2$。这只有在特定条件下才成立: * **对于不可压缩流体(如液体)**: 密度 $\rho$ 近似为常数($\rho_1 = \rho_2$)。此时,由质量守恒 $\rho Q_1 = \rho Q_2$ 可推出 $Q_1 = Q_2$。在这种情况下,体积流量确实相等。 * **对于可压缩流体(如气体)**: 密度 $\rho$ 会随压力和温度的变化而显著改变($\rho_1 \neq \rho_2$)。虽然质量流量 $\dot{m}$ 保持不变,但由于密度变化,体积流量 $Q = \dot{m}/\rho$ **并不相等**。 * 例如:气体在管道中被压缩时,密度增大,体积流量减小;气体膨胀时,密度减小,体积流量增大。 ### 结论 题目中仅说明了“稳定流动过程”,并**未限定流体为不可压缩流体**。在通用的流体力学语境下,稳定流动只保证**质量流量**守恒,而不保证**体积流量**守恒(除非明确指明是不可压缩流体)。 因此,笼统地说“体积流量相等”是**错误**的。 **正确表述应为:** > 在稳定流动过程中,流体流经各截面的**质量流量**相等。若流体为**不可压缩流体**,则体积流量也相等。

相关知识点:

稳定流各截面体积流量不等

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