单选题
136.亚音速气流流过收缩管道,其气流参数如何变化。
A
流速增加,压强增大
B
速度降低,压强下降
C
流速增加,压强下降
答案解析
正确答案:C
解析:
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,流过管道任意截面的质量流量是恒定的。公式为:
$$ A_1 V_1 = A_2 V_2 $$
其中 $A$ 为截面积,$V$ 为流速。
**结论**:当管道收缩时(截面积 $A$ 减小),为了保持流量恒定,气流速度 $V$ 必须**增加**。
* **伯努利原理(能量守恒)**:
在水平流动或忽略重力影响的情况下,流体的总压(静压 + 动压)保持不变。公式为:
$$ P + \frac{1}{2}\rho V^2 = \text{常数} $$
其中 $P$ 为静压,$\rho$ 为密度,$V$ 为流速。
**结论**:当流速 $V$ 增加时,动压($\frac{1}{2}\rho V^2$)增大。为了保持总能量守恒,静压 $P$ 必须**下降**。
### 2. 亚音速与超音速的区别(补充知识)
* **亚音速流动 ($M < 1$)**:气流行为符合上述常规直觉。**收缩管道**导致**加速、降压**;**扩张管道**导致**减速、升压**。
* **超音速流动 ($M > 1$)**:气流行为相反。**收缩管道**会导致**减速、升压**;**扩张管道**会导致**加速、降压**(这是拉瓦尔喷管的工作原理)。
题目明确指出是**亚音速气流**,因此适用亚音速的规律。
### 3. 选项逐一排查
* **A. 流速增加,压强增大**:错误。根据伯努利原理,流速增加必然伴随静压降低,二者变化趋势相反。
* **B. 速度降低,压强下降**:错误。收缩管道会使亚音速气流加速,而非减速;且若速度降低,压强应升高。
* **C. 流速增加,压强下降**:**正确**。截面积减小导致流速增加,流速增加导致静压降低。
### 最终结论
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**。
相关知识点:
亚音速缩管流速增压强降
题目纠错
CAAC无人机理论题库2024.09(修订版)
