機械工程 93 年流體力學考古題

煤油（SG = 0.85）流經一文氏流量計（Venturi meter），如下圖。若流量介於0.005 到0.050 m3/s 之間，試求測量此範圍間的流量，可能的壓力差之極限值為若干。（25 分）

如下圖兩平板之間的潤滑油（ = 0.02 Ns/m2，厚度d = 1 cm）受壓力梯度dP/dx = -200 N/m3，上 平板以等速V = 10 cm/s 向左移動，試求潤滑油之最大速度與下平板所受之剪應力各為若干。 （25 分）

一具風扇具有一葉片轉子，外徑（D2）為30.48 cm，內徑（D1）為25.4 cm，如下圖所示。每一 扇轉子葉片由入口到出口具有等量的高度（h）2.54 cm。若以時間的平均觀點而言，流量為穩定 且大小為6.5 m3/min，空氣在葉片入口的徑向絕對速度為V1，葉片排放角度由切線方向算起為 30°。假設轉子以定速率1725 rpm 迴轉，試求驅動風扇所需的功率。ρ空氣=1.227 kg/m3（25 分）

若在貯器中理想氣體之溫度為T0，試證由此貯器所產生之理想流動，能得到的最大速度Vmax 可 表為 kRT 1 k 2 V 2 max − = 。 式中：k 為比熱比，R 為氣體常數。（25 分） D1 = 0.1m ‧ ‧ D2 = 0.06 m 煤油, SG = 0.85 Q 0.005 m3/s ≤ Q ≤ 0.050 m3/s V y x 截面 固定CV Ts ω V1 30° W2 截面 D2 = 2r2 D1 = 2r1 Ts 固定CV h