普考申論題
105年
[水利工程] 流體力學概要
第 三 題
📖 題組:
四、有二不同管流,其雷諾數( $Re = \frac{\rho V d}{\mu}$ )分別為 2,000 及 10,000:(每小題 10 分,共 30 分)
四、有二不同管流,其雷諾數( $Re = \frac{\rho V d}{\mu}$ )分別為 2,000 及 10,000:(每小題 10 分,共 30 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (三)
若增加管壁粗糙度,對上述兩種不同的管流,摩擦係數會增加還是減少?
思路引導 VIP
看到給定不同雷諾數,首要步驟是依據臨界值「判別流態」(層流或亂流)。接著運用管流摩擦係數的物理機制或穆迪圖(Moody chart)進行分析:層流的摩擦係數僅與雷諾數有關;而亂流的摩擦係數則受雷諾數與管壁相對粗糙度共同影響。
小題 (一)
上述管流為層流或紊流?
思路引導 VIP
看到管流流態判斷題,首先聯想圓管流的臨界雷諾數標準。列出層流(Re < 2,300)、過渡流與紊流(Re > 4,000)的界線,再將題目給定的數值代入比對並輔以物理意義說明即可拿高分。
小題 (二)
已知在光滑管壁的情況下,兩者的摩擦係數的值約略相同,試問其值應為多少?
思路引導 VIP
看到管流與雷諾數,首要判斷流態:Re=2,000為層流,Re=10,000為亂流。接著分別應用層流摩擦係數公式(f=64/Re)與光滑管壁的亂流布拉修斯公式(Blasius equation, f=0.316/Re^0.25)進行計算,即可驗證並求得約略相同的摩擦係數值。