水利工程 94 年流體力學概要考古題

如圖㈠所示，空氣以流量0.2 m3/s 流經一漸縮管子，此管上下游管徑各為20 cm 及 10 cm。壓力差則由水測壓計量測之。如忽略摩擦作用，試計算測壓計之高度，h。假 設空氣之密度為1.2 kg/m3，水之密度為1000 kg/m3。（25 分） 圖㈠

如圖㈡所示，試證明一靜止之噴嘴（nozzle）以V 速度噴出水射（water jet）其所受之 力與V2成正比。（25 分） 圖㈡

如圖㈢所示，有一水管直徑0.2 cm，管長15 m，以1.2 m/s 平均速度流過。如水之動 力黏性係數μ＝1.307×10 -3 kg/m‧s，密度ρ＝1000 kg/m3，試求㈠水管兩端之壓力差？ ㈡水頭損失？㈢需要多少功率（power）去克服壓力差？（25 分） 圖㈢

有一矩形斷面之均勻明渠，渠寬為6 m，水深2 m，渠底斜率S0＝0.004，曼寧 （Manning）係數n＝0.014，試問㈠此渠道為緩坡（mild slope）？臨界坡（critical slope）？或陡坡（steep slope）？㈡此渠道之流況為亞臨界流（subcritical）？臨界流 （critical）？或超臨界流（supercritical）？（25 分） Air 20 cm 10 cm h 水 V Water 1.2 m/s L＝15 m