单选题
1167、流体由1-1截面流入2-2截面的条件是( )
A
gz1+p1/ρ=gz2+p2/ρ
B
gz1+p1/ρ>gz2+p2/ρ
C
gz1+p1/ρ<gz2+p2/ρ
D
以上都不是
答案解析
正确答案:B
解析:
这是一道关于流体力学中能量方程(伯努利方程)应用的基础题目。以下是详细的解析:
### 核心考点
**流体流动的驱动力**与**机械能守恒/损耗原理**。
### 详细推导
1. **理解各项物理意义**:
在不可压缩流体的稳定流动中,项 $gz + \frac{p}{\rho}$ 代表单位质量流体的**势能**(位能 $gz$)与**压力能**(压能 $\frac{p}{\rho}$)之和。如果不考虑动能变化(或者假设两截面流速相同、管径相同),这一项可以近似看作该截面的总机械能水平(忽略摩擦损失时的总水头)。
2. **流动的方向性原理**:
* 流体总是从**高能量状态**流向**低能量状态**。
* 这就好比水往低处流,或者电流从高电势流向低电势。
* 要使流体从截面 1-1 自发地流入截面 2-2,截面 1-1 处的总机械能必须**高于**截面 2-2 处的总机械能,以克服流动过程中的阻力损失并提供动能(如果有速度变化)。
3. **分析选项**:
* **A. $gz_1 + p_1/\rho = gz_2 + p_2/\rho$**:
这表示两截面的势能与压能之和相等。在理想流体(无粘性、无摩擦)且流速不变的情况下,这可能成立,但这描述的是**平衡状态**或**理想无损失流动**的临界条件,并不是流体产生定向流动的根本“驱动条件”。在实际工程中,由于存在阻力,若能量相等,流体无法克服阻力从1流向2。更重要的是,题目问的是“流入的条件”,即动力来源,动力来源于能量差。
* **B. $gz_1 + p_1/\rho > gz_2 + p_2/\rho$**:
这表示截面 1-1 的单位质量机械能**大于**截面 2-2 的单位质量机械能。正是这个能量差($\Delta E > 0$)提供了流体从 1 流向 2 所需的动力,用于克服沿程阻力和局部阻力。这是流体能够由 1 流向 2 的必要条件。
* **C. $gz_1 + p_1/\rho < gz_2 + p_2/\rho$**:
这表示截面 2 的能量高于截面 1。如果没有外部功输入(如泵),流体将从 2 流向 1,而不是从 1 流向 2。
* **D. 以上都不是**:
由于 B 是正确的,故 D 错误。
### 结论
流体要从截面 1-1 流向截面 2-2,上游(1-1)的总势能头(位能+压能)必须大于下游(2-2)的总势能头,以提供流动所需的压差和克服阻力。
因此,正确答案是 **B**。
相关知识点:
管路阻力与管径五次方反比
题目纠错
化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
