水利工程 97 年流體力學考古題
民國 97 年（2008）水利工程「流體力學」考試題目，共 4 題 | 資料來源：考選部
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如圖所示，閘門形狀為四分之一圓，半徑R= 6.00 m，寬（垂直紙面方向）為10.0 m，
A 為鉸鏈，其摩擦可忽略。試求水作用在閘門之水平力為何？垂直力為何？水平力
對鉸鏈之最短力臂為何？已知垂直力對鉸鏈之最短力臂為2.55 m，閘門重量不計，
維持閘門在圖示位置所需之水平力為F，試求F 之大小為何？（25 分）
F
閘門
鉸鏈
如圖所示，x-y平面為水平面，故不計重力。截面（1）至截面（2）為180°之彎管。
截面（1）之壓應力P1 = 100 kPa，流速V1 = 5.00 m/s，直徑D1 = 300 mm。截面（2）之
直徑D2 = 150 mm。水由截面（2）噴入大氣。在x方向，試求固定此彎管所需之力及
其方向為何？（25 分）
D2
V2
y
D1
截面
x
水
V1
截面
(1)
(2)
(1)
(2)
(2) 25 分
如圖所示，大型水庫放水推動水輪機（簡稱輪機），運轉流量0.200 m3/s。高度h
= 40.0 m，管徑D = 30.0 cm，管長合計300 m，摩擦因子f = 0.02。次要損失係數KL =
18.0，KL定義為［次要水頭損失
流速水頭］。試求管中流速為何？輪機水頭為何
？若輪機效率為0.800，試求輪機輸出馬力為何？1 馬力746 N·m/s。（25 分）
=
h
輪機
D
D
自由噴束
水庫洩洪道寬度為30.0 m，流量為180 m3/s。模型長度：原型長度= 1：15。原型與
模型之工作流體皆為水，且溫度相同。不計表面張力與黏性效應。試求模型之寬度
為何？模型之流量為何？若原型操作24 小時，試求模型需操作之時間為何？（25 分）
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