機械工程 111 年流體力學與流體機械考古題
民國 111 年（2022）機械工程「流體力學與流體機械」考試題目，共 5 題 | 資料來源：考選部
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如圖所示，加壓罐底部為圓錐形塞子，罐內上方氣壓為50 kPa、液體比
重量為32 kN/m3。請計算由50 kPa 壓力及液體施加於罐內圓錐曲面上力
之大小、方向和作用線。（20 分）
一液體噴嘴被設計應用於產生直徑為d 的液滴。產生液滴之大小尺寸取
決於噴嘴直徑D、噴嘴速度V 及液體性質：密度ρ、黏滯係數μ、表面張
力σ。請推導d/D 與那些無因次組（dimensionless groups）相關，並說明
這些無因次參數的名稱及物理意義。（20 分）
60°
Liquid
50 kPa
Air
4 m
1.5 m
如圖所示，水以180徑向向外水平噴射，噴嘴出口處射流速度為10 m/s，
試求將噴嘴固定所需的合成水平錨固力的方向及大小。（20 分）
一穩態、均勻、不可壓縮、無黏性的二維流動與水平x 軸成60，其速度
大小為U，試求該流場之
速度勢能函數（velocity potential）。（7 分）
流線函數（stream function）。（7 分）
垂直方向壓力梯度表達式。（6 分）
一直徑3 m 之佩爾頓式水輪機（Pelton wheel），於轉速240 rpm 下產生
800 kW 功率。
試求水對葉片之平均撞擊作用力。（6 分）
若渦輪機於最大效率下作動，試求水於噴嘴射出之速度及質量流率。
（14 分）
25 cm
2 cm
V = 10 m/s
機械工程 111 年其他科目
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