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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
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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)
其他申論題
【已刪除】⑴欲滿足設計需求,H 與 X 之關係式為 ;(10 分)
#62619
⑵此彈簧之彈簧常數k = (EbHo 3 )/(8L3 ),式中,E為材料之楊氏模數(Young’s modulus)。 (15 分)
#62620
【已刪除】一、一U型管右臂中盛水,左臂中盛另一種未知流體。U型管以每分鐘 30 轉轉動,其旋 轉軸距右臂 15 公分,距左臂 5 公分,如下圖所示。若此時左右兩臂之液面高度相 等,且兩液體之交界面發生在旋轉軸處。試問左臂中未知流體的密度為何?水的密 度為 1000 kg/m3 ,重力加速度為 9.81 m/s2 (假設兩臂皆開放至大氣壓)。(20 分)
#62621
【已刪除】二、半徑為 0.8 公尺的實心圓柱鉸接在A點,被用來當作自動閘門,如下圖所示。當水位 到達 5 公尺時,圓柱會對A點轉動,閘門因水壓而自動打開,試求每公尺單位長度 圓柱之重量是多少?圖中之液體為水,其密度為 1000 kg/m3 ,重力加速度為 9.81 m/s2 。 (假設不考慮鉸接點之摩擦,兩端皆開放至大氣壓。)(20 分)
#62622
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
⑴請求得該電壓相位之波長(Wavelength)。(5 分)
#62628
⑵假設傳輸距離為l/4 波長,試求解當負載端阻抗為(i)無載時,(ii)突波阻抗(Surge Impedance)時,接收端之電壓相位Vr各為何值?上述兩情況下,何者接收端電 壓相位值較大?(15 分)
#62629