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地特四等申論題 111年 [水利工程] 水資源工程概要

第 一 題

📖 題組:
在壓力管道輸水系統中:(每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

說明水路損失之主要損失(Major loss)及次要損失(Minor loss)分別為何?

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看到「主要損失」與「次要損失」,應立即聯想到壓力管流的能量方程式。思考重點在於區分兩者的物理機制:主要損失源於管壁摩擦(與管長成正比,聯想達西公式),次要損失則來自局部斷面或流向改變造成的擾動渦流(聯想閥門、彎頭及 K 值公式)。作答時需列出定義、常見發生位置以及標準計算公式。

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【破題】 在壓力管道輸水系統中,水流克服阻力所消耗的能量稱為水頭損失(Head Loss)。依據發生原因與流力特性,水流能量損失可明確劃分為「主要損失(Major loss)」與「次要損失(Minor loss)」兩大類。 【論述】

小題 (二)

造成管路「水錘現象(Water hammer)」之原因及如何減緩水錘現象之影響?

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看到水錘現象,首先應聯想到『動量改變轉化為壓力波動』的物理機制,並點出閥門急關或抽水機停機為主要肇因。接著,在減緩措施上,可從『操作面(延長閥門關閉時間)』與『設備面(調壓槽、空氣室、釋壓閥等)』兩大實務工程面向進行條理分明的作答。

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【破題】水錘現象(Water hammer)係指壓力管路中,因水流速度發生急遽變化,導致流體動能瞬間轉換為壓力能,進而在管內產生極大壓力波動與衝擊波的物理現象。 【論述】 一、造成水錘現象之原因

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