题目
流体在管内流动,当管子由水平放置改为垂直放置时,其他条件不变,其能量损失_A. 增大B. 不确定C. 不变D. 减小
流体在管内流动,当管子由水平放置改为垂直放置时,其他条件不变,其能量损失_
A. 增大
B. 不确定
C. 不变
D. 减小
题目解答
答案
C. 不变
解析
考查要点:本题主要考查流体在管道中流动时能量损失的影响因素,特别是管道方向变化对能量损失的影响。
解题核心思路:能量损失(摩擦损失)的大小由流速、管道长度、直径、摩擦系数等参数决定,而与管道方向无关。当管道方向改变但其他条件不变时,这些关键参数保持不变,因此能量损失不变。
破题关键点:
- 明确能量损失的决定因素:摩擦损失公式中的变量(如流速、管道尺寸、摩擦系数)与方向无关。
- 排除干扰因素:管道垂直放置时可能存在的重力影响,但题目中“其他条件不变”隐含流速等参数不变,因此重力不影响摩擦损失。
流体在管道中流动时,能量损失主要由摩擦损失引起,其计算公式为:
$h_f = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{v^2}{2g}$
其中:
- $f$ 为摩擦系数,
- $L$ 为管道长度,
- $D$ 为管道直径,
- $v$ 为流速,
- $g$ 为重力加速度。
关键分析:
- 管道方向不影响公式变量:公式中的 $f$、$L$、$D$、$v$ 均与管道方向无关。
- 流速保持不变:题目明确“其他条件不变”,说明流速 $v$ 未改变。
- 重力影响无关:摩擦损失仅与流体内部的粘性摩擦有关,与重力方向无关。
因此,无论管道是水平还是垂直,只要其他条件不变,能量损失均不变。