機械工程 101 年流體力學與流體機械考古題（共 4 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/mechanical-engineering/101-%E6%B5%81%E9%AB%94%E5%8A%9B%E5%AD%B8%E8%88%87%E6%B5%81%E9%AB%94%E6%A9%9F%E6%A2%B0

第 1 題
有一個流體在一個漸縮管內流動，如下圖所示。假設流場為一維穩態流（one-
dimensional steady flow），且流體速度沿著x軸方向為線性變化，流場在A點處速度
VA=12 m/s，在C點處VC = 36 m/s。試求：
㈠流體之速度V 在x 方向之函數V(x)為何？並繪出速度V(x)之示意圖。（10 分）
㈡流體在A、B及C點處之加速度（m/s2）。（15 分）

VA = 12 m/s
A
B
C
x
VC = 36 m/s
0.05 m
0.1 m

第 2 題
我們欲得知一個飛船在20℃之大氣中，以速度6 m/s 飛行所受之阻力（drag）。若
把此原型飛船製作成三十分之一比例之模型（model），並在20℃之水洞（water
tunnel）中做測試，試求：
㈠在水洞中，水之流速（m/s）應為何？（10 分）
㈡若在水中測試時，模型量得之阻力為3,000 N，則在原型飛船所受之實際阻力（N）
為何？（10 分）
㈢飛船實際飛行時，所需之功率（kW）？（5 分）

註：1.  20℃，空氣之密度1.2 kg/m3，動黏度（kinematic viscosity）1.5×10-5 m2/s;
2.  20℃，水之密度998 kg/m3，動黏度1.0×10-6 m2/s。

101年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第2次
食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號：00840
類  科： 機械工程技師

第 3 題
如下圖之30°彎肘圓管（elbow circular duct），管內流體為水（密度1000 kg/m3 ），質
量流率為20.65 kg/s。
在截面1 之流場為層流（laminar flow），其速度分布為
)
1(
2
2
1
R
r
u
u
m
−
=

在截面2 之流場為紊流（turbulent flow），其速度分布為
7
1
2
)
1(
R
r
u
u
m
−
=

其中um1, um2分別為截面1 及2 之中心速度（center line velocity），試求：
㈠截面1 之中心速度（m/s）。（5 分）
㈡截面2 之中心速度（m/s）。（10 分）
㈢利用牛頓第二定律，估算作用在30°彎肘圓管之力（N）及方向。（10 分）

D2 = 6 cm
30º
D1 = 10 cm
1
2
D2=250 mm
rpm
40o
b2=100 mm

第 4 題
一個離心式水泵葉輪外徑為250 mm，葉輪出口寬度100 mm，轉速為2800 rpm，出口
角度相對於泵轉動之切線方向為40°。水自徑向流入葉輪，出口徑向速度分量（radial
velocity）為4.2 m/s，葉片幾何尺寸及轉動方向如下圖所示。試求:
㈠葉輪出口水之切線速度分量（circumferential velocity）（m/s），並繪製速度三角
形。（10 分）
㈡理論揚程（head）（m）。（8 分）
㈢離心泵輸送給水之功率（kW）。（7 分）
註：水之密度為1000 kg/m3

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。