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公職◆渠道水力學
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112年 - 112 專技高考_水利工程技師:渠道水力學#117621
> 申論題
一、有一寬渠(Wide channel) ,渠床坡度 S
0
= 0.001,曼寧粗糙係數 n = 0.015。 當單位寬度流量 q 為 3.0 cms 時,試求此渠流的臨界水深ℎ
c
(Critical depth)、正常水深ℎ
n
(Normal depth)及正常水深所對應之水流福祿數 F
r
(Froude number)與比能 E(Specific energy)。(25 分)
相關申論題
(一)水流在束縮段最窄處恰好形成臨界流,試求束縮段最窄處寬度 值。 (10 分)
#502298
(二)假如束縮段最窄處的寬度 為 2.0 m,過窄,發生迴水現象,試推估束縮段上游寬度為 5 m 處之水深,並分析束縮段下游處水面線之可能 變化。(15 分)
#502299
三、有一條矩形渠道內有均勻流,水深y1為 3.0 m,流速V1 為 2.0 m/s。渠道下游出現個穩定的湧潮(tidal bore) ,往渠道上游方向移動,如圖 2 所示, 移動速度Vw 為 10.0 m/s。假設渠道為水平渠道並忽略能損失,試推求此 湧潮的高度 η、湧潮後段水深y2 及流速V2 。(25 分)
#502300
四、有一座台階式消能設施,它是由一段水平矩形渠道末段抬高∆z後接上另一 段水平矩形渠道所組成。假設渠道上游段有均勻水流,水深 為 0.3 m, 流速V 為 7.0 m/s,∆z為 0.3 m,水躍發生在台階上游的水平矩形渠道,如圖 3 所示,水躍後水深為y2 ,流速為V2 ,水躍後台階下游渠道水深為y3,流速為V3,試求渠道上游段水流福祿數Fr1、水躍後水深y2 、台階下游段水深y3 及流速V3。(25 分)
#502301
四、超臨界流之福祿數(Froude number, Fr)為 8.5,藉由水躍(hydraulic jump)達到消能時之能量損失為 5.0 m,請計算上下游之持續水深(sequent depths)及比力(specific force)。 (25 分)
#560700
三、一寬廣矩形渠道的單寬流量為 2.0 m3/s/m,福祿數(Froude number, Fr) 為 0.4。假設曼寧係數 n = 0.014,計算正常水深,以及所對應之渠道坡度。(25 分)
#560699
二、頂角為 60之三角形渠道,流速為 2.0 m/s,水深為 1.25 m,此為亞臨界流或超臨界流?臨界流為何?以及比能為何?(25 分)
#560698
一、水平矩形渠道寬度由 2.0 m 逐漸擴展至 3.0 m,其流量為 7.20 m3/s 時,較窄段水深為 1.20 m,流至較寬段水深為 1.40 m,試計算過渡段所造成 之能量損失。假設動能修正係數(kinetic energy correction coefficient, α) 在過渡段入口與出口分別為 1.05 及 1.15。請將上、下游兩段分別繪製於比能圖。(25 分)
#560697
(二)忽略渠道摩擦力,試求流量增大 4 倍後上游水深 y2 、流速V2 及湧浪移動速度Vw 。(15 分)
#556935
(一)寫出描述此湧浪的連續方程式及動量方程式; (10 分)
#556934
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