機械工程 94 年流體力學考古題

考慮液態流體由左向右流經一T 形管路， 如圖一。其中一部分流經分支 往上流， 其餘則繼續流經 。所有出入口之管路截面積均為A。試以入口流體之性質(密度ρ1 與平均流速v1)及比值 1 3 Q / Q 推導出壓力差 1

p p p − = ∆ 之關係式。其中Q1 與Q3 分 別代表流經 與 之體積流率。（25 分） 二、如圖二，幫浦（pump）對水作功之功率為3.75kW。試問水流之流量為何？假設為一 維流場，忽略流體與管壁間的摩擦效應。（25 分）

某一化工廠之圓柱形煙 （直徑1 m，高30 m）受到一均勻50 km/hr 之標準狀況下 之風吹。請估計在煙 底部因風力引起的bending moment。其中空氣在標準狀況下 ρ =1.23 kg/m3, µ =1.78E-5 kg/m⋅sec。另通過圓柱形之drag coefficient 與Reynolds 數 之關係請參考圖三。（25 分） 150 mm Pump 200 mm Water 1 m Hg 圖二 圖三 Q3 A ρ1 A Q2 A 圖一 Q1 v1 94 年特種考試地方政府公務人員考試試題 科 別： 機械工程

考慮一以SAE 30 潤滑油潤滑之軸承。潤滑油之溫度維持在99°C。此軸承之長度 31.8 mm, 直徑75 mm ，旋轉速度3600 rpm。在無負載狀況下量得所需之起動扭矩 （torque）（開始轉動軸承之力矩）為1.201 N m⋅ （公尺-牛頓），請以平板層流理論估 計軸承與套件間的間距？潤滑油之黏滯係數參考圖四。（25 分） 圖四

試繪圖說明下列各有關邊界層理論之名詞定義：（20 分） ㈠動量邊界層厚度（Momentum boundary layer thickness），簡稱邊界層厚度（Boundary thickness） ㈡邊界層分離（Boundary layer separation） ㈢邊界層推移厚度（Boundary layer thickness of displacement） ㈣邊界層能量厚度（Boundary layer thickness of energy） ㈤邊界層動量厚度（Boundary layer thickness of momentum）