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流體力學
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100年 - 100 高等考試_三級_水利工程、機械工程:流體力學#29564
> 申論題
題組內容
三、水經由管路垂直流向地面,如下圖所示。水管垂直段長度為 3 公尺,水平段長度為 2 公尺,水管管徑為常數(12 公分),每公尺水管充滿水時之質量為 15 kg,水管 出口壓力為大氣壓力,水流出口平均速度為 4 m/s,試求:
⑴ A 點所受之力矩為多少?(12 分)
相關申論題
⑵當水管出口垂直向上時,A 點所受之力矩為何?(8 分) (水的密度為 1000 kg/m3 ,重力加速度為 9.81 m/s2 。)
#62624
四、考慮圓管內流體完全發展(fully-developed)穩定地流動,圓管內直徑為D,管中流體 密度為ρ,其動力黏性係數(dynamic viscosity)為μ。管中流體平均流速為V,管內壁 之平均粗糙高度為ε。此時流體流動會對圓管內壁作用一剪應力(shear stress)τw,試 以Buckingham π理論推導出剪應力τw與其他參數之無因次關係(nondimensional relationship)。假設ε和μ不可重複出現在不同之無因次參數中。(20 分)
#62625
⑴請說明此流場是否為不可壓縮(incompressible)?(4 分)
#62626
⑵請用 Navier-Stokes 方程式計算出此速度場之壓力 P(x, y)。(16 分)
#62627
五、有一定量流之速度分布為 u = 3ax, v= 4ay, w = -7az ,試求通過點(1, 1, 1)之 流線方程式。(20 分)
#570119
四、已知某二維流場()之速度分布如下,求其速度勢能函數Φ及流函 數φ。(20 分)
#570118
三、有一液體(比重 = 0.85)流經一細腰管計(文氏計),如圖二所示,圖中點 (1)、(2)保持一水平線。若流率介於 0.001 cms 到 0.050 cms 之間,試求出此 範圍間的流率可能形成之壓力差範圍值為若干 kPa?(20 分)
#570117
二、兩平面相距 20 mm , 其中充滿某種液體 , 已 知 該 液 體 之 黏 滯 度μ= 16.8✖ 10-3 kg/m●s 。 今欲使平面中間有一大小為 0.75 m 2 之 平 板 以 0.2 m/s 的速度前進,假設該板與兩平面等距,試求須力若干牛頓(N)? (20 分)
#570116
一、有一氣體流(密度= 1.26 kg/m 3 )由貯氣筒通過直徑 D 0.03 m 的管路排放 至大氣中,管路前端銜接直徑 d 0.01 m 的噴嘴,如圖一所示,圖中點(1)、 (2)、(3)保持一水平線。在貯氣筒內的錶(gage)壓力保持在 3.0 kPa ,而大 氣狀態為常溫與常壓。試求在管路中的流量(單位採 cms)與壓力(單位 採 Pa)。(20 分)
#570115
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
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