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流體力學
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112年 - 112 身心障礙特種考試_三等_水利工程：流體力學#113938
> 申論題
題組內容
一、圓管流中之管壁剪應力τ
0
為流體密度 ρ ，黏滯係數μ ，平均流
，管徑 D，和管壁粗糙高度 k
s
的關係式。
(二)非圓管輸水管線時，如何應用上述管壁粗糙係數 f 關係式？（10 分）
相關申論題
(一)請由因次分析說明管壁粗糙係數 f 之關係式可表示為雷諾數及相對粗糙高度之關係式。 （15 分）
#486266
(一)請繪圖及說明土體中孔隙水之壓力水頭的垂向剖面。（10 分）
#486268
(二)請依達西公式（Darcy’s Law），推求土體中之滲流速度。（10 分）
#486269
(三)請依連續公式，說明上述靜壓水頭近似式是否合理？（5 分）
#486270
(一)跌水上緣之臨界水深（critical depth）yc 為何？（10 分）
#486271
(二)跌水水壂區之水深（pool depth）yp為何？（15 分）
#486272
(一)當垂直加速度（az）為零時，槽內水外溢之臨界水平加速度為何？（10 分）
#486273
(二)當垂直加速度（az）不為零時，槽內水外溢之臨界加速度值為何？（15 分）
#486274
五、在均勻流狀況下，梯形渠道如圖三，渠道輸水坡度為 305 m 高程下降 0.4 m， 渠道表面為加工混凝土 （ finished concrete ）， 曼 寧 係 數 （ Manning coefficient）n = 0.012。試問該渠道水流之福祿數（Froude number）為何？
#560883
四、在水利工程或灌漑工程，經常需要簡便之流量量測設施。閘門則是在明 渠中一種簡便之流量量測設施，應用柏努力方程式與連續方程式推導， 僅需量測渠道上下游高度 z1 與 z2 以及閘門寬度 b，即可使該簡便設施達到準確之流量之量測。 參閱圖二，請推導閘門流量公式：
#560882
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，管徑 D，和管壁粗糙高度 ks的關係式。
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，管徑 D，和管壁粗糙高度 ks的關係式。