98年 - 98 警察、鐵路、民航特種考試_高員三級_機械工程：流體力學#34479

科目：流體力學 | 年份：98年 | 選擇題數：0 | 申論題數：5

試卷資訊

所屬科目：流體力學

選擇題 (0)

申論題 (5)

【已刪除】一、管流中的流體體積流率可以經由量測管流中孔口板（orifice）的上下游流體靜壓（ static pressure）差而求得，如圖 1 所示。考慮非黏性管流（inviscid flow），管子內徑和孔口板口徑分別為d₁和d₂，管流流體密度和差壓U型壓力計流體密度分別為ρ₁和 ρ₂，重力加速度為g；請推導管流流體體積流率（Q）與差壓U型壓力計高度差（h）、d₁和d₂、密度ρ₁和ρ₂的關係式。（20 分）

【已刪除】二、利用 Bernoulli 方程式分析圖 2 所示的虹吸現象。考慮虹吸管下方閥門開放和關閉兩種情形，於圖中標示能量線（EL, energy line）和水力坡線（HGL, hydraulic grade line），並討論圖中位置的破洞，在閥門開放和關閉時，會有水噴出或空氣滲入現象。請仿照圖 2 所示於答案紙上繪圖作答。（25 分）

⑴針對管流的進口發展區域（1處到2處）和完全發展區域（2處到3處），請分別繪圖說明邊界層發展過程和速度分布變化。請仿照圖 3 所示的座標圖於答案紙上繪圖作答。（15 分）

⑵繪出沿著長水平圓管1處到3處的流體壓力變化，並解釋說明各種力（壓力梯度、黏滯力、慣性力）的平衡關係。請仿照圖 3 所示的座標圖於答案紙上繪圖作答。（15 分）

【已刪除】四、考慮一流體（壓力P₀、均勻流速U、密度ρ）由遠處流向一圓球，如圖 4 所示。針對流體流動為(a)非黏性流、(b)層流邊界層流及(c)紊流邊界層流三種狀態，請利用C_P 值，C_P =（P-P0）/（0.5ρU²），繪圖說明圓球表面的流體壓力變化，並比較三種狀態的阻力（drag）大小。最後請解釋高爾夫球表面為何需要許多凹洞？請仿照圖 4 所示的座標圖於答案紙上繪圖作答。（25 分）