moea_joint_essay
109年
[機械] 熱力學與熱機學、流體力學與流體機械
第 六 題
如【圖 1】所示，抽水泵(效率為 0.7)自池塘將水抽至 30 公尺高之水塔，管路入口處低於水面下 0.5 公尺，輸送管管徑為 15 公分，摩擦係數 0.02，90 度彎頭之能量損失係數為0.75，管路入口及出口之能量損失係數各為 0.5 及 0.04，請問抽水量為 0.015 立方公尺/秒時，所需之抽水泵功率為何(以馬力表示，計算主要損失時請忽略彎頭長度，計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)？（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
設定能量方程式，找出上下兩個自由水面的總揚程差。計算管內流速及速度水頭。接著加總主要損失(管摩擦)與次要損失(入口、出口、兩個彎頭)求得總水頭損失。最後求出泵浦總水頭與所需馬達功率並換算成馬力。
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- 系統幾何與流體參數計算： 體積流率 $Q = 0.015\text{ m}^3\text{/s}$，管徑 $D = 0.15\text{ m}$。 管截面積 $A = \frac{\pi}{4} D^2 = \frac{\pi}{4} (0.15)^2 \approx 0.01767\text{ m}^2$。
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