题目
【单选题】、球形固体颗粒在重力沉降槽内作自由沉降,当操作处于层流沉降区时,升高悬浮液的温度,粒子的沉降速度将()。A. 增大B. 不变C. 减小D. 无法判断
【单选题】、球形固体颗粒在重力沉降槽内作自由沉降,当操作处于层流沉降区时,升高悬浮液的温度,粒子的沉降速度将()。
A. 增大
B. 不变
C. 减小
D. 无法判断
题目解答
答案
A. 增大
解析
考查要点:本题主要考查颗粒在层流沉降区的沉降速度与流体粘度的关系,以及温度变化对流体粘度的影响。
解题核心思路:
在层流沉降区,颗粒的沉降速度由斯托克斯公式决定,公式为:
$v = \frac{g d^2 (\rho_p - \rho_f)}{18 \eta}$
其中,$\eta$为流体粘度。温度升高会导致液体粘度降低,因此$\eta$减小,从而$v$增大。
破题关键点:
- 明确层流区沉降速度公式中粘度的反比例关系。
- 理解温度对液体粘度的直接影响(温度升高,粘度下降)。
在层流沉降区,颗粒的沉降速度由重力与流体阻力平衡决定。根据斯托克斯公式:
$v = \frac{g d^2 (\rho_p - \rho_f)}{18 \eta}$
其中:
- $g$为重力加速度(常数),
- $d$为颗粒直径(固定),
- $\rho_p$和$\rho_f$分别为颗粒和流体密度(题目未涉及变化),
- $\eta$为流体粘度。
温度升高时,液体的粘度$\eta$会减小。由于$v$与$\eta$成反比,$\eta$减小会导致$v$增大。因此,升高悬浮液温度会使颗粒沉降速度增大。