moea_joint_essay
106年
[機械] 熱力學與熱機學、流體力學與流體機械
第 三 題
📖 題組:
請回答下列問題:(20 分)
請回答下列問題:(20 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (三)
請依流體力學不可壓縮流動觀點,說明高爾夫球的表面為何要製成凹凸相間之表面,才能使球飛得更遠?(10 分)
思路引導 VIP
從邊界層理論、流動分離(Flow separation)及尾流區(Wake)解釋。凹洞能促進邊界層由層流提早轉變為亂流(Turbulent boundary layer),亂流邊界層動能較大,能抵抗逆向壓力梯度,延遲流動分離點的位置,從而縮小球後方的低壓尾流區,大幅降低壓差阻力(Form drag / Pressure drag),使球飛得更遠。
小題 (一)
請說明泵的比速率(Specific speed)公式及定義。(5 分)
思路引導 VIP
寫出泵的比速率公式 N_s = N * Q^(1/2) / H^(3/4),並解釋各符號代表的物理意義(N為轉速、Q為流量、H為揚程)。定義為:幾何相似之泵,為產生單位揚程與單位流量時,所需之理論轉速。
小題 (二)
請說明離心泵(Centrifugal pump)的構造及動作原理。(5 分)
思路引導 VIP
說明主要構造包括葉輪(Impeller)、蝸殼(Volute casing)及轉軸。說明動作原理:流體從葉輪中心進入,透過葉輪旋轉產生的離心力將流體向外甩出,增加流體的動能與壓力能,再經由漸擴的蝸殼將部分動能轉換為壓力能,最後從出口排出。