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技師◆流體力學與流體機械
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111年 - 111 專技高考_機械工程技師:流體力學與流體機械#111948
> 申論題
題組內容
五、一直徑 3 m 之佩爾頓式水輪機(Pelton wheel),於轉速 240 rpm 下產生 800 kW 功率。
(一)試求水對葉片之平均撞擊作用力。 (6 分)
相關申論題
一、如圖所示,加壓罐底部為圓錐形塞子,罐內上方氣壓為 50 kPa、液體比 重量為 32 kN/m3。請計算由 50 kPa 壓力及液體施加於罐內圓錐曲面上力之大小、方向和作用線。(20 分)
#479555
二、一液體噴嘴被設計應用於產生直徑為 d 的液滴。產生液滴之大小尺寸取 決於噴嘴直徑 D、噴嘴速度 V 及液體性質:密度 ρ 、黏滯係數 μ 、表面張 力 σ 。請推導 d/D 與那些無因次組(dimensionless groups)相關,並說明 這些無因次參數的名稱及物理意義。 (20 分)
#479556
三、如圖所示,水以 180°徑向向外水平噴射,噴嘴出口處射流速度為 10 m/s, 試求將噴嘴固定所需的合成水平錨固力的方向及大小。(20 分)
#479557
(一)速度勢能函數(velocity potential)。(7 分)
#479558
(二)流線函數(stream function)。 (7 分)
#479559
(三)垂直方向壓力梯度表達式。(6 分)
#479560
(二)若渦輪機於最大效率下作動,試求水於噴嘴射出之速度及質量流率。 (14 分)
#479562
五、流體 U∞流過非常薄的平板,由於黏滯力影響下產生邊界層,在板的後緣測量到速度分布為紊流邊界層,其為 1/7 次方的速度分布,如下圖所示。平板長度 L,邊界層厚度 δ,速度分布 。求當 δ = 0.01L 時的阻力係數,Cd 為何?(20 分)
#557526
四、有一圓形液體貯槽直徑為 D,液體由貯槽底端直徑為 d 的圓孔排放,如下圖所示。在時間 t = 0 時水深度為 h0,求液體深度的變化,表示時間的函數 h = h(t)。(20 分)
#557525
三、液體在吸管中因毛細作用,會產生液體上升,如下圖所示。吸管內徑 d,液體密度 ρ,液體表面張力 σ,液體上升高度 h,液體-吸管介面形成接觸 角 θ,重力 g。求合適的無因次 Pi 項。 (20 分)
#557524
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