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高考申論題 112年 [水利工程] 流體力學

第 三 題

如下圖,一水力發電設施之上下游高程落差 120 m,流量 Q = 4.0 m3/s 流經直徑為 1.5 m,管長 2500 m 的輸水管線,若管線的摩擦係數為 0.02,渦輪機的運轉效率為 0.65,問此渦輪機可產生之電力?(25 分)
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📝 此題為申論題

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本題測驗管路系統的能量損失與水力機械的功率計算。解題關鍵在於先取上下游水面建立控制體積並列出能量方程式(修正柏努利方程式),利用 Darcy-Weisbach 公式計算管路摩擦損失,求得渦輪機實際擷取之水頭後,再乘上效率即為最終發電功率。

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【解題關鍵】應用修正型柏努利方程式(能量方程式)結合 Darcy-Weisbach 摩擦水頭損失公式,求出渦輪機有效水頭後計算實際發電功率。 【解答】 Step 1:基本假設與參數定義

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