統測
111年
[化工群] 專業科目(1)
第 28 題
在定溫下，流體在一平滑圓管中流動，已知流體的密度為 1 g/cm³，黏度為 0.001 kg/(m⋅s)，流量為每分鐘1800公升，圓管直徑為20cm，管長為1km，利用圖(一)得到范寧摩擦係數，估算流體的摩擦損失位於下列哪一個範圍內？(單位：J/kg)
- A 45~55
- B 30~40
- C 15~25
- D 0~10
思路引導 VIP
欲估算流體的摩擦損失，首先請將所有物理量轉換為標準國際單位制 (SI units)。請思考：如何利用流量 $Q$ 與圓管截面積計算出平均流速 $v$？接著，為了從圖(一)獲取范寧摩擦係數 $f$，你需要先計算出哪一個關鍵的無因次參數 $Re = \frac{\rho v D}{\mu}$？最後，請回想范寧方程式 (Fanning equation)，如何結合管長 $L$、管徑 $D$、流速 $v$ 以及摩擦係數 $f$ 來求得每單位質量的能量損失 (單位為 $J/kg$)？
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這道題目結合了單位換算、流體力學無因次群以及范寧公式，你能穩健地算出答案，代表你的化工基礎非常紮實！
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