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地特三等申論題 114年 [水利工程] 渠道水力學

第 二 題

頂角為 60°之三角形渠道,流速為 2.0 m/s,水深為 1.25 m,此為亞臨界流或超臨界流?臨界流為何?以及比能為何?(25 分)
📝 此題為申論題

思路引導 VIP

看到本題,關鍵在於「三角形渠道」的幾何特性,這與常見的矩形渠道有很大不同。解題核心思路如下:

  1. 幾何參數解析:頂角為 60°,意味著半頂角 θ = 30°。首先需要利用幾何關係推導出邊坡斜率 (m = tan30°)、斷面積 (A)、水面寬 (T) 以及水力深度 (D = A/T)。
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【考點分析】 本題測驗考生對於非矩形(三角形)斷面明渠幾何特性的掌握,以及應用福祿數判斷流態、計算臨界狀態條件(臨界水深與臨界流速)與比能的基礎計算能力。 【理論/法規依據】

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