高考申論題
115年
[水利工程] 流體力學
第 五 題
五、儲水槽的水需要經由兩個幫浦自管線抽出使用，如圖三所示。抽出的流速（V）為 8 m/s，由於原本管線中第一個幫浦（pump #1）所提供 1 kW 的功率無法獲得所需要的流速（=8 m/s），故使用第二個幫浦（pump #2），以達到上述的流速，故 pump #2 需要的功率為何？此管線的水頭損失（hL）與體積流率（Q）的關係為 hL=250Q^2，其中 hL及 Q 的單位分別為 m 及 m^3/s。圖中管線與噴嘴截面積（A 和 a）分別為 0.02 m^2及 0.01 m^2，z=2 m。（20 分）
📝 此題為申論題
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本題測驗「能量方程式(Energy Equation)」在管路系統加壓幫浦的應用。解題步驟如下：
- 先釐清目標體積流率 Q。從圖與題意可知，抽出流速 V = 8 m/s 發生在噴嘴處，因此 Q = a × V。
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【考點分析】 考查穩態不可壓縮管流之能量方程式（廣義柏努利方程式）、管路水頭損失計算，以及幫浦功率（Pump Power）之推算。 【理論/法規依據】
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