题目
流体在管中稳定流动时的流速与管内径的关系是()A. 与管内径成正比B. 与管内径的平方成正比C. 与管内径的平方成反比D. 与管内径成反比
流体在管中稳定流动时的流速与管内径的关系是()
A. 与管内径成正比
B. 与管内径的平方成正比
C. 与管内径的平方成反比
D. 与管内径成反比
题目解答
答案
C. 与管内径的平方成反比
解析
本题考查流体在管中稳定流动时流速与管内径的关系,解题思路是依据流体连续性方程来推导流速与管内径的关系。
对于在管中稳定流动的流体,根据流体连续性方程,单位时间内通过管道任意截面的流体体积是恒定的,即流量$Q$保持不变。流量$Q$的计算公式为$Q = vA$,其中$v$是流体的流速,$A$是管道的横截面积。
设管道的内径为$d$,由于管道的横截面积$A=\pi(\frac{d}{2})^2=\frac{\pi d^2}{4}$,那么流量$Q = v\times\frac{\pi d^2}{4}$。
因为流体稳定流动时流量$Q$为定值,所以$v=\frac{4Q}{\pi d^2}$。
从这个式子可以看出,当$Q$和$\pi$为常数时,流速$v$与管内径$d$的平方成反比。