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流體力學
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104年 - 104 鐵路特種考試_高員三級_機械工程:流體力學#22469
> 申論題
題組內容
二、一工業用途圓形管內含一些靜止於管下緣圓形顆粒。當管內速度到達臨界速度時, 原先靜止顆粒會被揚起而隨水流流向下游。假設此臨界速度 Vc 為下列參數的函數: 圓形管直徑 D,顆粒直徑 d,流體密度ρ ,流體黏性μ,顆粒密度ρ d 及重力加速度 g。 若要建立一模型來決定此一工業用途圓形管臨界速度,請寫出:
模型與實際裝置的相似條件。(15 分)
相關申論題
一、一垂直方向擺放向下噴的圓錐噴嘴,噴嘴的質量為 0.1 kg 且入口(上)及出口(下) 直徑分別為 16 mm 及 5 mm,入口和出口相距 30 mm。假設流經噴嘴的流量為 0.6 l/s 且噴嘴的入口壓力為 565 kPa。試求需要多大的力量才能將噴嘴固定住。(一大氣壓 101 kPa, 3 ρ = 999 kg/m3 , 2 g = 9.8 m/s2 )(25 分)
#23680
模型與實際裝置臨界速度比值,假如模型為一半縮小尺寸,同時操作液體有相同 密度。(10 分)
#23682
四、請詳細解釋高爾夫球有凹凸不平的原因及作用。(25 分)
#23684
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
(一)該流場之流線函數?
#560877
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