水利工程 95 年流體力學概要考古題

有一封閉氣槽如圖一所示，槽的上方為空氣，下方為油。若 1λ = 40 公分，

如圖示之水櫃液面一直維持在高於水渦輪機軸心高度40m 處，管路排水口直徑為 100 mm，於此段排水管內之流速為8 m/s，請計算此水渦輪機輸出之功率。（25 分）

λ = 100 公 分，

請推導不可壓縮流體自截面積為a 之細管流經截面積為A 之粗管所產生之水頭損失。 （重力加速度為g）（25 分）

λ = 80 公分，其中油的比重為0.80，水銀比重為13.60。試計算氣槽上方空氣 之壓力。（25 分） 圖一 二、有一河川堤防如圖二所示，直徑為1 公尺之圓形管涵從堤防穿過，出口端設有一閘 門，直徑為1 公尺，閘門右端之壓力為一大氣壓，若堤外水深為4 公尺，試計算閘 門所受之總力。（25 分） 圖二 2m = 1.0m 1m 1m 閘 門 閘 門 空氣 油 (s=0.8) 水銀 (s=13.6) λ1 λ2 λ3 空氣 油 水銀 （s=13.60） （s=0.80） 空氣 95 年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：47160 類 科： 水利工程 全一張 （背面） 三、有一水槽如圖三所示，水深H = 8 公尺，右接一條15 公分圓管，圓管中之流速為V， 圓管出口有一噴嘴（出口直徑為5 公分）。若圓管及入口之能量損失為5V 2/2g，噴 嘴之能量損失為0.05 V 2/2g，試分別計算圓管之流量，（15 分）及噴嘴前端A 處之 壓力。（10 分） 圖三

如圖示之開渠流（Open Channel Flow）經過一設有矩形Notch 之檔板，於此Notch 之液位為h。請推導此開渠流之體積流率。（重力加速度為g）（25 分）

有一梯形渠道，已知底寬8 公尺，水深為2 公尺，渠道縱坡為0.002，側邊坡為1.5：1.0 （水平：垂直），粗糙係數n = 0.025，試分別計算渠道之流速，（10分）及流量。（15分） H 水 V 2 D =5cm 1 D =15cm ．A 水

依據國際標準大氣規範（International Standard Atmosphere），海平面以上11000 公尺範 圍內，大氣溫度T（單位為K）隨自海平面之高度h（單位為公尺）變化之情形以 方程式T＝288－0.0065h 表示。請計算於海拔8000 公尺之高度發出之聲波須經多少 時間方能傳達至海平面？（25 分） 水渦輪機 40 m 流速= 8 m/s 直徑= 100 mm U1：細管流速 P1：細管壓力 a A U2：粗管流速 P2：粗管壓力 h Notch b