普考申論題
112年
[水利工程] 流體力學概要
第 三 題
三、利用水庫的蓄水發電，如下圖，水管的直徑為0.2 m，管中的流速為16 m/s，發完電的水則排到下池，發電機的效率為65%，整個系統的能量損失為0.5 m，試推算發電機的發電輸出為何？（20分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
這是一題標準的能量方程式應用於水輪機（發電機）功率計算的問題。解題步驟為：首先利用白努力/能量方程式，找出現有可用的總水頭，扣掉管路能量損失（水頭損失）以及排入下池前未被擷取的動能（速度水頭），求出真正被水輪機吸收的有效水頭（Ht）。接著，計算管內流量（Q = A × V）。最後，代入發電機功率公式（P = η × γ × Q × Ht）即可求出發電輸出功率。需注意尾水排放若具備流速，代表此部分動能無法被發電機轉化。
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【考點分析】 本題考量能量方程式（Energy Equation）在管流系統的應用，以及水力發電系統中有效水頭與發電機輸出功率的換算。 【理論/法規依據】
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