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流體力學
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108年 - 108 專技高考_水利工程技師:流體力學#80851
> 申論題
四、流體中,有一個旋轉圓球,它的昇力 F 是球之半徑 D、自由流之流速 V、 流體密度 ρ、流體動力黏度 μ、球表面糙度ϵ(因次為長度) 、球旋轉角 速度 ω 等之函數。試以 ρ、V 及 D 為重複變數,進行因次分析,並寫出 其無因次之函數式。 (20 分)
相關申論題
一、如下圖所示,矩形水門寬 2.00 m(垂直紙面方向) ,可繞鉸旋轉。試求 作用在水門水壓力之水平分量之大小及方向為何?垂直分量之大小及 方向為何?恰可開啟水門之力 F 為何?可忽略摩擦及水門重量。(20 分)
#329503
二、如下圖所示,U 型管,管內流體為汞(比重 13.6),外管直徑為內管直 徑 d 之 2.00 倍。U 型管繞軸等速旋轉一段時間後,液面高程維持不變。 若ℓ為 20.0 cm,試求旋轉之角速度為何?(20 分)
#329504
三、如下圖所示,水流量為 0.200 m3/s,彎管入口處之壓應力為 100 kPa。上 管直徑 30.0 cm,下管直徑 15.0 cm。彎管內之水體積為 0.100 m3,彎管 重量 500 N,重力在負 z 方向。假設伯努力方程式適用,試求固定彎管 之力量,其水平分量及垂直分量之大小及方向分別為何?(20 分)
#329505
五、兩水池水位差為 10.0 m,送水管長 300 m,流量 2.00 m3/s,忽略次要損 失。管壁糙度ϵ = 4.60 × 10-5 m,動力黏度 μ = 1.12×10-3 N∙s/m2。試求管 徑 D 為何?(20 分)。式中 f 為摩擦因子,Re 為雷諾數。
#329507
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
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