题目
流体在一水平变径管段中流过,在细管截面A与粗管截面B之间连接一U管压差计,则压差计的读数R值反映( )。A. A、B两截面的压力差;B. A、B两截面的流动阻力;C. A、B两截面的动压头变化;D. 突然扩大或突然缩小的局部阻力
流体在一水平变径管段中流过,在细管截面A与粗管截面B之间连接一U管压差计,则压差计的读数R值反映( )。
A. A、B两截面的压力差;
B. A、B两截面的流动阻力;
C. A、B两截面的动压头变化;
D. 突然扩大或突然缩小的局部阻力
题目解答
答案
A. A、B两截面的压力差;
解析
本题考查流体在变径管段中流动时,U型管压差计读数的物理意义。关键在于理解静压差与动压头变化、流动阻力的关系。
- 核心思路:U型管压差计直接测量两点间的静压差,而静压差由动压头变化和流动阻力共同决定。
- 破题关键:明确压差计的读数反映的是总静压差,而非单一因素。需区分选项中“压力差”与“阻力”的表述差异。
伯努利方程的应用
在水平变径管段中,忽略势能变化,伯努利方程可简化为:
$\frac{P_A}{\rho g} + \frac{v_A^2}{2g} = \frac{P_B}{\rho g} + \frac{v_B^2}{2g} + h_f$
其中:
- $P_A, P_B$为截面A、B的静压强;
- $v_A, v_B$为对应流速;
- $h_f$为阻力损失(含局部阻力)。
静压差的组成
静压差 $\Delta P = P_A - P_B$ 包含两部分:
- 动压头变化:$\frac{1}{2}\rho (v_B^2 - v_A^2)$(因管径变化,流速改变);
- 流动阻力:$\rho g h_f$(沿程阻力与局部阻力之和)。
选项辨析
- A选项:压差计直接测量静压差,正确;
- B选项:流动阻力仅是静压差的一部分,不全面;
- C选项:动压头变化也仅是静压差的一部分;
- D选项:局部阻力属于流动阻力的一部分,非压差计的直接反映。