水利工程 102 年流體力學概要考古題

密閉貯槽內含有壓縮空氣和油，如圖所示。右側有一U 型管壓計，其內有水銀。設 空氣重量甚小，其所產生之壓應力可予忽略。油之密度為ρ0= 900 kg/m3，水銀之比 重為SGm = 13.6，h1 = 92.4 cm，h2 = 16.2 cm，h3 = 23.9 cm，試求壓力錶之讀數為何？ （20 分）

管線工程設計中， lP Δ 為管路每單位長度之壓降，單位為N/m2/m。設影響 lP Δ 之變 數如下：管路直徑D，流體密度ρ，流體動力黏度（dynamic viscosity）μ，以及平 均流速V。試以ρ、V 及D 為重複變數，進行因次分析，並求出適當之無因次變數。 （20 分）

有一虹吸管由大水槽抽水，如圖所示。虹吸管由入口至出口，管徑皆均勻一致。能量損失 可以不必考慮。高度H1 = 4.50 m，H2 = 2.00 m。若無穴蝕（Cavitation）發生，試問虹吸 管內之流速為何？飽和水汽壓Pv = 1.77 kPa（絕對），大氣壓力P = 101 kPa（絕對）。 若在第(2)點恰好發生穴蝕的情況下，試求高度H 為何？（20 分） 空氣 油 水銀 開口 h1 h2 h3 壓力錶 H1 H H2 (2) (3) (1) 水 102年特種考試地方政府公務人員考試試題 類 科： 水利工程、環境工程

平板之中心開有一圓形孔洞，直徑d = 20.0 mm，其剖面如圖所示。有一水柱由左方 沖向平板，部分水柱由圓孔穿越向右方流出，其他部分水柱則沿平行平板方向流出。 水柱直徑D = 80.0 mm，水柱流速V = 40 m/s。不計重力影響，試求固定平板所需之 水平分力，其大小為何？其方向為何？（20 分）

有一廣告看板，其結構及尺寸如圖所示。看板為一橢圓形平板，阻力係數設為1.10。 三段式支撐圓柱，各圓柱之阻力係數皆設為1.00。在85.0 km/hr 的風速下，試求風 對看板結構所產生之阻力為何？空氣密度ρ = 1.23 kg/m3。橢圓形面積為πab，a 為 長軸半徑，b 為短軸半徑。（20 分） D d V V 平板 平板 5m 1.5m 4.5m 4.5m 4.5m 0.18m 0.24m 0.3m