普考申論題
105年
[化學工程] 化工機械概要
第 六 題
六、考慮有一開放式水槽與連通的排水管如下圖所示，水槽液位 h 有 4 m 高，底部連通的排水管其管直徑有 0.01 m，若不考慮流體流動的摩擦損失問題，排水管閥門打開時，請計算流體的體積流率有多少 m3/s？（20 分）
📝 此題為申論題
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看到這類開放水槽排液的問題，首要聯想到「伯努利方程式（Bernoulli equation）」與其簡化形式「托里切利定律（Torricelli's law）」。利用水槽液面與排水管出口的壓力差、高度差及無摩擦損失的條件求出出口流速，再乘上管徑截面積即可得體積流率。
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【解題關鍵】利用伯努利方程式（Bernoulli equation）推導出托里切利定律（Torricelli's law）計算出口流速，再搭配連續方程式求體積流率。 【解答】 計算：
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