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流體力學
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98年 - 98 高等考試_三級_環境工程:流體力學#34491
> 申論題
題組內容
一、有一個三維流場之x, y, z 方向速度分量分別為u=(2x-y),v=(-x+3z),w=(3y+z) (速度之單位為m/sec),該流場中溫度分布為T=x
2
+2yz-xy-5t(單位℃)。 今 將一溫度計置入流場中,試問:
⑵試計算研判該流場為旋流或非旋流(Rotational or irrotational flow)?(10 分)
相關申論題
⑴若溫度計隨流體流動,試求溫度計流經點座標(0, 0, 1)時所顯示之溫度變化率。 (10 分)
#88453
五、有一直徑 0.1 m、長度 10 m之水管連接兩水箱,管中央之閥門全開時水流速度為 2 m/sec,已知管流入、出口水頭損失係數分別為 0.5 及 1.0,閥門損失係數 0.2,管 流摩擦係數f=0.0265,水運動黏滯係數為 10-6 m 2 /s,試求兩水箱之水位差為若干公 尺?(20 分)
#88458
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
(二)邊界動量厚度(momentum thickness)為何?
#560881
(一)該邊界層流之位移厚度(displacement thickness)為何?
#560880
二、參閱圖一之示意圖 , 該實心圓柱質量 2 kg, 直 徑 Di = 73.8 mm, 長 L = 200 mm, 套入一直徑 Do = 74 mm 之垂直圓管並往下滑動。 圓柱與圓管間距(Do-Di)/2 = 0.1 mm,該間距內有一潤滑油膜,油之黏性係數 。試問圓柱下滑達到終端速度 V 為何?
#560879
(二)流經點(1, 1)與(3, 2)之二流線間單位深度之體積流率?
#560878
(一)該流場之流線函數?
#560877
(二)使葉片約束力所作的功率達最大時的 U/Vj 比值。(15 分)
#560625
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