普考申論題
115年
[化學工程] 化工機械概要
第 四 題
四、一台效率為 75%的離心泵，用於在 30℃下將煤油（kerosene）（密度=783 kg/m³，黏度=1.64×10⁻³ Pa·s）由一個槽輸送至另一個槽，如圖所示。若鋼製管路總長度為 100 m，管徑為 5 cm，且驅動該泵所需功率為50 kW。假設系統操作於穩定流動狀態下，求煤油之體積流率(m³/min)。已知入口、出口及彎管（elbow）之壓力頭分別為 0.58、1.0 及 0.75，假設有 5 個彎管，而鋼管粗糙度約0.045 mm且管路摩擦因子可由 Moody Diagram 查得。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題為流體力學中的管路系統綜合計算題。解題關鍵在於建立「機械能平衡方程式」。步驟如下：
- 列出兩開放槽表面間的能量平衡式，找出泵提供給流體的有效功與高程差、管路阻力的關係。
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【考點分析】 本題為管路流體力學的經典綜合題，考查機械能守恆方程式（白努利方程式延伸）、局部阻力計算、Moody圖的查閱，以及需要運用「試誤法（Trial and Error）」求解未知流量。 【分析與計算】
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