题目
水由敞口恒液位的高位槽通过一 管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,管道总阻力损失________。A. 增大B. 减小C. 不变D. 不能判断
水由敞口恒液位的高位槽通过一 管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,管道总阻力损失________。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 不能判断
题目解答
答案
C. 不变
解析
考查要点:本题主要考查流体力学中恒定流动条件下的能量平衡关系,特别是对总阻力损失的理解。
解题核心思路:
高位槽液位恒定且敞口,反应器压力恒定,说明入口压强(大气压)和出口压强(恒定)均不变,且位差固定。根据伯努利方程,总阻力损失由压差、位差决定,与流速无关。因此,阀门开度变化仅影响流速,不会改变总阻力损失。
破题关键点:
- 明确高位槽和反应器的压强特性;
- 理解总阻力损失由固定压差和位差决定;
- 阀门开度改变仅调整流速,不改变总能量损失。
高位槽液位恒定,说明位差 $h$ 不变;反应器压力恒定,说明出口压强 $P_{\text{出}}$ 不变,而高位槽敞口,入口压强 $P_{\text{入}}$ 为大气压(恒定)。根据伯努利方程,忽略动能变化(管径变化不大或流量变化有限时),总阻力损失 $\Delta P$ 可表示为:
$\Delta P = P_{\text{入}} - P_{\text{出}} + \rho g h$
其中:
- $P_{\text{入}} - P_{\text{出}}$ 为压差,恒定;
- $\rho g h$ 为位差引起的能量差,恒定。
因此,总阻力损失 $\Delta P$ 由固定值决定,与阀门开度无关。当阀门开度减小,流速减小,但总阻力损失仍保持不变。