moea_joint_essay
103年
[機械] 熱力學與熱機學、流體力學與流體機械
第 二 題
📖 題組:
三、試回答下列問題︰
三、試回答下列問題︰
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (二)
如何依雷諾數大小區分商用圓管內管流屬層流(Laminar Flow)或紊流(Turbulent Flow)?(4 分)
思路引導 VIP
指出圓管內流動的兩個臨界雷諾數值,並說明這三個區間的流態分類。
小題 (一)
對商用圓管而言,若圓管內管流的斷面平均速度為 V、直徑為 D、流體密度為 d、黏性係數為 μ,則此管流的雷諾數 (Reynolds Number) NR為何?(2 分)
思路引導 VIP
寫出雷諾數的定義公式,依題目給定的符號帶入。
小題 (三)
何謂高臨界流速(Higher Critical Velocity)與低臨界流速(Lower Critical Velocity)?(4 分)
思路引導 VIP
解釋流速逐漸上升與下降時,流體由層流轉紊流與紊流轉層流的特定速度點。
小題 (四)
請說明曼寧公式( Manning Formula)每一項參數的物理意義。(5 分)
思路引導 VIP
寫出曼寧公式並逐一解釋 V, n, R, S 這四個參數的定義。
雷諾數與管流分類
💡 利用雷諾數(Re)大小界定流體在管內的流動形態。
| 比較維度 | 層流 (Laminar) | VS | 紊流 (Turbulent) |
|---|---|---|---|
| 雷諾數範圍 | NR < 2100 | — | NR > 4000 |
| 主導力量 | 黏滯力 (Viscous) | — | 慣性力 (Inertial) |
| 質點運動 | 規律分層,不互相混合 | — | 隨機擾動,強烈混合 |
| 流速分布圖 | 拋物線型 (較尖) | — | 平坦分布 (較鈍) |
💬雷諾數本質為慣性力與黏滯力的比值,數值越大流況越混亂。