103年 - 103 臺北自來水事業處及所屬工程總隊_新進職員甄試試題_機電工程/一般工程員：流體機械及工程力學#137567

1.柏努利方程式(Bernoulli equation)， ，下列何選項不是此公式的限制條件？ (A)黏性 (B)穩態 (C)不可壓縮 (D)沿著相同的流線

2.常見水輪機(Turbine)的設計可分為衝擊式(Impulse)與反作用式(Reaction)，下列何種水輪機為衝擊式？ (A)帕爾登水輪機(Pelton turbine) (B)法蘭西水輪機(Francis turbine) (C)卡普蘭水輪機(Kaplan turbine) (D)旋葉水輪機(Propeller turbine)

3.標準大氣壓指在北緯 45 度海平面上的大氣壓力，以 atm 表示；下列何選項不是 1 atm？ (A)14.7 psia (B) 1.0333 kgf/cm² (C) 1.0133 ×105 N (D) 1.0133 bar

4.一般狀況下，大部分流體行為均為牛頓流體(Newtonian fluids)，例如：水、空氣，這裡提到的牛頓 流體是指在某一固定溫度及壓力下： (A) Shearing stress 和 Shearing strain 不是線性關係 (B) Shearing stress 和 Shearing strain 是線性關係 (C) Acceleration 和 Mass 不是線性關係 (D) Acceleration 和 Mass 是線性關係

5.一般工程上的認知，流體流過圓形管路，流體行為如是層流(Laminar flow)時，利用雷諾數(Reynolds Number, Re)的判讀何者正確？ (A) Re ＜2100 (B) Re ＞4200 (C) Re ＜6300 (D) Re ＞8400

6.如何降低水鎚現象(Water hammer)，下列敘述何者錯誤？ (A)使用較硬的管材，抵抗流體壓力變化 (B)在管路中裝設氣壓囊，吸收流體動能 (C)在管路中裝設溢流井，讓部分水流出 (D)控制閥門關閉之速度

7.下列有關空蝕現象(Cavitation)之敘述，何者錯誤？ (A)泵(Pump)發生空蝕現象時，隨著流量變大揚程變小 (B)泵避免空蝕現象發生，是將流體的壓力(P)小於飽和蒸氣壓力(Pv) (C)水輪機(Turbine)的臨界空蝕係數(Critical cavitation, σc)與比速率(ns)成正比 (D)水輪機受空蝕現象會產生氣泡，並伴隨發生噪音、震動及效率降低

8.利用慕迪圖(Moody chart, 1944)查圓形管路的摩擦係數(f)時，需要的參數除雷諾數(Reynolds Number, Re)外還需要： (A)溫度 (B)粗糙度 (C)壓力 (D)壓縮性

9.流體力學上，要製造一個與實體流動相似的模型，必須具備： (A)幾何相似 (B)運動相似 (C)動力相似 (D)以上皆是

10.流體流經圓形管路，並且是完全發展層流條件下，其摩擦係數(f)與雷諾數(Reynolds Number, Re)的關係何者正確？ (A) f = 16/Re (B) f = 32/Re (C) f = 64/Re (D) f = 128/Re

11.工程上常以液體水為推動機器(水輪機)或被機器帶動(泵)的介質，這裡提到的液體水通常設定 為不可壓縮，這不可壓縮是指： (A)溫度固定 (B)密度固定 (C)壓力固定 (D)黏度固定

12.用來調節液壓油的控制閥(Hydraulic control valve)，依其功能可分為壓力、流量與流動方向控制閥等 三種。下列何者不是流動方向控制閥？ (A)止回閥(Check valve) (B)減速閥(Deceleration valve) (C)換向閥(Position selection valve) (D)節流閥(Throttle valve)

13.當二個或以上的相似泵(Pump)進行串聯或並聯時，下列敘述何者正確？ (A)串聯時總流量為單一泵的流量，並聯時總流量為各個泵的流量相加 (B)並聯時總流量為單一泵的流量，串聯時總流量為各個泵的流量相加 (C)串聯時總壓力落差為單一泵的壓力落差，並聯時總壓力落差為各個泵的壓力落差相加 (D)總壓力落差與泵的串聯或並聯無關

14.液體流經圓形管路時，因受黏滯力影響，在壁面表面時速度為零，在圓管中央時速度為最大(Umax)， 為求解圓管截面的平均速度(U)，下列何者正確？ (A) (B) (C) (D)

15.帕爾登水輪機(Pelton turbine)可經由調節噴嘴速度(Jet velocity, )，衝擊箕斗(Bucket)轉動；藉由理論的推導可知，當噴嘴速度與箕斗的轉動速度(Bucket velocity, Ub)為下列何者時，可有最大輸出功率？ (A) (B) (C) (D)

16.標準狀態下，送風機的總壓為 650 mmAq，其壓力比為何？ (A) 1.063 (B) 2.351 (C) 3.056 (D) 4.322

17.一法蘭西水輪機(Francis turbine)的有效落差為 85 m，此水輪機轉速為 400 rpm，能產生 16000 kW 的 動力，則水輪機的比速率為： (A) 26 rpm∙m∙kW (B) 86 rpm∙m∙kW (C) 106 rpm∙m∙kW (D) 196 rpm∙m∙kW

18.一流體流過水輪機時產生功率(Shaft power, P)，流體的特性為密度(density, ρ)、流量(flow rate, Q)、 黏滯係數(viscosity, μ)；而水輪機的特性為直徑(diameter, D)、轉速(speed rotation, N)，進口及出口的高度為(head, H)、g(重力加速度)，利用因次分析推導水輪機的特性，下列何者錯誤？ (A)功率係數 Λ= P/ρN ³D ⁵ (B)流量係數 Φ=Q/ND (C)頭損係數 ψ=gH/N ²D ² (D)水輪機效率 η=Λ/Φψ

19.一泵(Pump)的流量為 49 m³ /min，揚程為 16 公尺，轉速為 1000 rpm 時，則泵的比速率為： (A) 575 m³ /min∙m∙rpm (B) 658 m³ /min∙m∙rpm (C) 758 m³ /min∙m∙rpm (D) 875 m³ /min∙m∙rpm

20.一風扇(Fan)的總壓為 160 mmAq，風量為 6.25 m³ /min，軸功率為 0.313 kW。過程設定氣體為不可壓 縮，求風扇總效率？ (A) 32.2% (B) 42.2% (C) 52.2% (D) 62.2%

21.一液壓馬達壓力為 80 kgf/cm²，流量為 30 L/mim，若馬達旋轉一周所需之流量為 30 cm³，總效率為 85%，求液壓馬達的輸出動力為何？ (A) 1.11 kW (B) 2.11 kW (C) 3.33 kW (D) 4.44 kW

22.一油壓缸內徑為 6 cm，假設活塞本身重量及摩擦損失不計，液體油回流壓力為 P₂ = 0，若欲產生 424 kgf 之推力，其所需液體壓力 P₁ 為何？ (A) 14.99 kgf/cm² (B) 24.99 kgf/cm² (C) 34.99 kgf/cm² (D) 44.99 kgf/cm²

23.一圓形管路直徑由 8 cm 突然(sudden)擴大到 16 cm，若流量為 0.002 m ³ /sec，求管路之能量損失？ (A) 20.45 cm (B) 10.45 cm (C) 1.45 cm (D) 0.45 cm

24.一矩形管路的長邊長為 A，短邊長為 B，則其水利直徑(Hydraulic diameter, Dh)等於： (A) AB (B) 2AB (C) 2AB/(A+B) (D) A+B

25.利用因次分析推導流體流過水平圓管，且流體為黏性、不可壓縮，流體的密度為 ρ、黏滯度(Viscosity) 為 μ，其壓力降∆p、管長 L、平均流速 V、管徑 D、管路粗糙度 e；請問下列變數何者錯誤？ (A) (B) L/ D (C) ρ /μD (D) e / D

26.某懸臂樑長度為 L，於自由端受到一個 P 的向下力，請問最大的彎曲力矩為何？位於何處？ (A) ，位於懸臂樑自由端 (B) ，位於懸臂樑根部 (C) ，位於懸臂樑自由端 (D) ，位於懸臂樑根部 

27.有個質量為 m 的擺錘，長度 2 m 單擺(pendulum)，瞬間位置如【圖 27】所示。請問擺錘的切線加速度為何？

(A) 4.0 m/s² (B) 4.9 m/s² (C) 5.4 m/s² (D) 6.0 m/s²

28.一旋轉連桿的長度為 7 cm，角加速度為 10 rad/s²，請問連桿端點的切線加速度為： (A) 0.15 m/s² (B) 0.30 m/s² (C) 0.45 m/s² (D) 0.70 m/s²

29.經由金屬材料「拉伸實驗」之量測與相關計算，下列哪項物理量無法獲得其值？ (A)平均軸向應力 (B)平均軸向應變 (C)彈性模數 (D)硬度

30.若一個平面應力(plane stress)是指 xy 面，下列何者錯誤？ (A)作用在 z 方向的力為零 (B)平面應力狀態≠ 0 (C)平面應力狀態= 0 (D)平面應力狀態=0

31.於金屬材料拉伸實驗，直徑方向的應變、軸向負荷方向的應變與蒲松比值 v (Poisson’s ratio)間有何關係？ (A) (B) (C) (D)

32.當一個外部的扭力(torque)作用於一軸上，在該軸內部發展出何種應力分佈？ (A)拉應力 (B)壓應力 (C)彎應力 (D)剪應力

33.如【圖 33】中的簡支樑，中央承受一個力矩 ，請問沿著該樑長度之剪力分佈圖是什麼形狀？

(A)一個三角形 (B)兩個三角形 (C)一個長方形 (D)兩個長方形

34.某橫樑的長方形截面積為 A，受到剪力 V，則其截面上最大的剪應力為： (A) 1.2( V / A ) (B) 1.5( V / A ) (C) 1.8( V / A ) (D) 2.0( V / A )

35.某車以 32 km/h 的等速度前行，在某個時間點以減速度 0.0395 m/s² 前進，直到速度降為 7.111 m/s， 請問歷時幾秒？ (A) 35 (B) 38 (C) 42 (D) 45

36.一個 30 kg 的物體自 3 m 高處落下，請問落下之最終速度為何？ (A) 10.51 m/s (B) 7.67 m/s (C) 7.00 m/s (D) 6.26 m/s

37.某車以 60 km/h 的速度經過一個半徑為 750 m 的圓環，請問該車的法線(normal component)方向加速 度為何？ (A) 0.465 m/s² (B) 0.439 m/s² (C) 0.403 m/s² (D) 0.372 m/s²

38.靜不定(statically indeterminate)結構問題是意指什麼樣的結構問題？ (A)待解未知數目多於靜平衡方程式數目 (B)待解未知數目相等於靜平衡方程式數目 (C)待解未知數目少於靜平衡方程式數目 (D)待解未知數目涵蓋溫度效應

39.有一個平面應力狀態包含，若繪成莫爾圓(Mohr circle)，請問其圓心是在 σ 軸的何處？ (A) (B) (C) (D)

40.如【圖 40】所示，有一階梯桿，承受軸向拉力 80 kN。經查表得知，該階梯桿的應力集中係數為 1.6。 請問最大拉應力為何？

(A) 125 MPa (B) 250 MPa (C) 320 MPa (D) 640 MPa

41.一個薄壁圓柱內壓容器，其圓周應力(circumferential stress) 與縱向應力(longitudinal stress)的比值為何？ (A) (B) (C) (D)

42.請求水壩之質量？(1 ton = 1000 kg)

(A) 60 ton (B) 90 ton (C) 120 ton (D) 141.4 ton

43.承 42 題，請求水壩承受水壓之水平方向總力？(重力加速度為 9.81 m/s²) (A) 176.6 kN (B) 277.4 kN (C) 353.2 kN (D) 554.8 kN

44.如【圖 44】所示之桁架，有關此結構之特性，下列敘述何者正確？

(A)完全拘束(completely constrained)、靜定(determinate) (B)不完全拘束(partially constrained)、靜定(determinate) (C)不正常拘束(improperly constrained)、靜不定(indeterminate) (D)完全拘束(completely constrained)、靜不定(indeterminate)

45.如【圖 45】所示，一桿件在有摩擦之斜面支撐，當桿件未達臨界滑動前，請問在所示平面上支撐點 有幾個獨立(independent)的未知反力(reaction)？

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

46.如【圖 46】所示之應力狀態，請求對應之最大主應力(maximum principal stress)為多少？

(A) 17.6 MPa (B) 22.4 MPa (C) 50.0 MPa (D) 62.4 MPa

47.有一質點沿一直線運動，其速度 v =(0.5t 3 -8t) m/s，請求此質點於 t =2s 時之加速度(m/s ² )？ (A) -12 (B) -2 (C) +2 (D) +12

48.如【圖 48】所示之滑輪組，若 A 以 6 m/s 速度往下、C 以 18 m/s 速度往下，則 B 相對 A 之速度為何？

(A) 12 m/s 往上 (B) 12 m/s 往下 (C) 18 m/s 往上 (D) 18 m/s 往下

49.一剛體圓柱於空間中一固定之圓錐面上運動，在無滑動之情況下，此圓柱之運動自由度為： (A) 0 (B) 1 (C) 3 (D) 6

50.有關摩擦角的敘述，下列何者錯誤？ (A)靜摩擦角= (靜摩擦力/正交力) (B)動摩擦角= (動摩擦力/正交力) (C)靜摩擦角小於動摩擦角 (D)摩擦角=  (摩擦係數)