151.52.亚音速气流流过收缩管道,其气流参数如何变化?

这道题考察的是流体力学中**连续性方程**和**伯努利原理**在亚音速流动中的应用。以下是详细解析： ### 1. 核心原理分析 * **连续性方程（质量守恒）**： 对于不可压缩或低马赫数的亚音速气流，流量守恒公式为 $A_1 v_1 = A_2 v_2$（其中 $A$ 为截面积，$v$ 为流速）。 * 当气流流过**收缩管道**时，截面积 $A$ 减小。 * 为了保持流量恒定，流速 $v$ 必须**增加**。 * **伯努利原理（能量守恒）**： 在水平流动或忽略高度变化的情况下，流体的静压与动压之和保持不变：$P + \frac{1}{2}\rho v^2 = \text{常数}$（其中 $P$ 为静压，$\rho$ 为密度，$v$ 为流速）。 * 既然流速 $v$ **增加**，那么动压 $\frac{1}{2}\rho v^2$ 就会增大。 * 为了保持总能量不变，静压 $P$ 必须**下降**。 ### 2. 亚音速流动的特性总结 在亚音速范围内（$Ma < 1$），气流行为符合直觉： * **管道收缩** $\rightarrow$ 流速增加，压强降低。 * **管道扩张** $\rightarrow$ 流速降低，压强升高。 *(注：如果是超音速流动，情况则完全相反，但题目明确限定为“亚音速”。)* ### 3. 选项分析 * **A. 流速增加,压强增大**：错误。根据伯努利原理，流速增加会导致压强降低，而非增大。 * **B. 速度降低,压强下降**：错误。收缩管道会导致流速增加，且速度与压强变化趋势相反。 * **C. 流速增加,压强下降**：**正确**。符合连续性方程和伯努利原理的推导结果。 ### 结论 亚音速气流流过收缩管道时，**流速增加，压强下降**。 故正确答案为 **C**。