100年 - 100年專門職業及技術人員高等建築師、技師、第2次食品技師暨普通不動產經紀人、記帳士考高等_水利工程技師#40378

科目：流體力學 | 年份：100年 | 選擇題數：0 | 申論題數：7

試卷資訊

所屬科目：流體力學

選擇題 (0)

申論題 (7)

⑴若消防管噴嘴出水方向保持水平，求噴嘴出口速度需達多少時，才能使此物體開始移動？（假設水柱斷面積一直保持與出口時一樣，而水的密度ρ為 1000 kg/m3）（10 分）

⑵若一直保持消防管噴嘴水平，並以出口速度 5 m/sec 噴水 10 sec 後，求此時物體之速度。（假設動摩擦係數亦為 0.3）。（15 分） A= 0.003 m2 物體噴嘴出口 30 kg μ = 0.3

⑴水流經過均勻圓管壁面的剪應力可表為τ = fρV²/8，其中f為摩擦係數，ρ為水的密度，V為平均流速。若圓管之直徑為D，總長為L時，試證明水流在此圓管之水頭損失（head loss）為hf = f(L/D)(V²/2g)，其中g為重力加速度。（10 分）

⑵下圖抽水系統有兩個很大的蓄水池，二者的水面高度差（z₂–z₁）為 30 m。假設除圓管壁之能量損失外，其他如圓管轉彎及接頭等能量損失係數之總和為 1.5。試求抽水機之揚程（pump head）至少須為多少，才能將下面蓄水池的水以流量 0.2 m³/sec抽至上層蓄水池？（其中D = 0.4 m，L=1200 m，f = 0.015，ρ = 1000 kg/m³，g = 9.8 m/sec²）。（15 分）

【已刪除】三、圖a為不同流速之流體經過光滑及粗糙球體，產生拖曳力（drag force）之拖曳力係數（CD, drag coefficient）與雷諾數（Re, Reynolds number）之關係。若有等半徑同材質兩個圓球分別掛於天平之左右兩側，但其表面分別是光滑（smooth）及稍微粗糙（slightly rough）（如圖b）。若在兩球下方同時吹以均勻等速度之空氣，在不同雷諾數範圍下（以Re =10⁵及Re =3.5×10⁵為分界，分成三區），試繪製因兩球的光滑（smooth）及稍微粗糙（slightly rough）表面（以圖中相對粗糙k/d=1.4×10^-3為例）造成天平之傾斜狀況，並解釋其原因。（25 分）

⑴如圖為圓柱型杯，內半徑 3 cm，高 20 cm。若杯內裝水 16 cm，並以等旋轉角速度 ω（angular speed）旋轉，求穩定（steady）表面水位的表示式。（15 分）

⑵若以上述條件，求使得杯內水恰好溢出杯外之最低旋轉角速度 ω。（10 分） 3cm 20cm 原始靜止水位 16cm 旋轉中穩定的表面水位 ω