高考申論題
108年
[水利工程] 流體力學
第 一 題
一、水流流經一水平管(內徑 D = 15 cm),若假設摩擦因子 f = 0.015,體積流率為 0.1 m3/s,試求流經 100 m 管長之壓力水頭差為多少?水之密度ρ為 1.0 g/cm3,重力加速度 g 為 9.81 m/s2。(20 分)
📝 此題為申論題
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看到本題,首先要辨識出這是典型的管流摩擦損失計算題。第一步需要利用連續方程式將「體積流率」轉換成「平均流速」。第二步則運用達西-魏斯巴哈方程式(Darcy-Weisbach equation)計算水頭損失。最後根據水平管的特性,利用能量方程式(柏努利方程式的推廣)說明壓力水頭差就等於管流的摩擦水頭損失。需要特別注意單位的轉換,例如公分與公尺的統一。
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【考點分析】 本題主要考查內部管流(Internal Flow)的摩擦損失計算,涉及連續方程式及達西-魏斯巴哈方程式(Darcy-Weisbach Equation)之應用。 【理論/公式依據】
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