高普考題庫
98 年 098年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

流體力學

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1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=x2+2yz-xy-5t(單位℃)。 今將一溫度計置入流場中,試問:㈠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)㈡試計算研判該流場為旋流或非旋流(Rotational or irrotational flow)?(10 分)
申論 2有一直徑0.2 m 之圓盤以15 m/sec 速度往左移動(如圖所示)。直徑20 mm 之水流以35 m/sec 射向圓盤,圓盤中心有一小孔使射流直徑減為10 mm,其餘水流則沿圓盤以θ=40°方向折射離去,假設摩擦力可忽略,則施加外力若干牛頓於圓盤,方可維持此狀態?(20 分)θ = 40°d = 10 mmv = 35 m/sU = 15 m/sD = 20 mm
申論 3管流之流量為120 公升/秒,抽水機P 之前、後管徑分別為200 mm 與150 mm(如圖所示),管中流動之液體比重為0.77,壓差計之水銀高差為1.25m,水銀比重為13.57,試求抽水機P 之功率為若干仟瓦(kW)?(20 分)150 mm d200 mm dP1.25 mHg
申論 4等腰三角形明渠底寬0.9 m、高0.6 m(如圖所示),試求水深H 為若干公尺時,通水斷面為最佳水力斷面0.6 m(Best hydraulic cross section)?(20 分)H = ?0.9 m
申論 5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 m2/s,試求兩水箱之水位差為若干公尺?(20 分)