流體靜力學與白努利方程式之應用

📝 歷屆考古題

• 114年 moea_joint_essay 第一題
  請列舉 3 個雷諾類比法(Reynolds analogy)之主要假設及其適用條件。（6 分）
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• 114年 moea_joint_essay 第一題
  納維-斯托克斯方程式(Navier-Stokes equation)是應用牛頓第幾運動定律之原理？（2 分）
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• 114年 moea_joint_essay 第二題
  承上題，在何種假設條件下，此方程式可簡化為流體動力學之歐拉方程式(Euler equation)。（2 分）
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• 114年 moea_joint_essay 第三題
  某流體(密度 ρ、黏度 μ)在半徑為 R 的水平圓管中沿軸向(z 方向)流動，請根據納維-斯托克斯方程式(Navier-Stokes equation)，並在假設條件下進行簡化，試求流速分佈 vz(r…
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• 114年 moea_joint_essay 第四題
  承上題，假設水的密度 ρ = 1000 kg/m³、黏度 μ = 1.0×10⁻³ Pa⋅s，穩定地流經 1 條管內半徑 R = 0.01 m，長度 L = 2.0 m 的水平圓管，兩端壓力差 ΔP…
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• 113年 moea_joint_essay 第一題
  加熱管由前後不同管徑的兩支管子相連組成，前管內徑 50 mm，後管內徑 65 mm，前管管內平均流速 15 m/s。純空氣流進前管時溫度為 20 ℃、絕對壓力為 2 atm ，流出後管時溫度為 90…
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• 113年 moea_joint_essay 第二題
  除水後產生的水，其密度為 1000 kg/m³ 及黏度為 1.31 cP ，並以內徑 3 in 的管子排至儲水槽，管內平均流速 2.44 m/s，試求： (1)請計算管內 Re ( 1 ft = 12…
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• 113年 moea_joint_essay 第五題
  已知以離心風扇輸送遲滯的煙道氣，風扇入口流速可視為零，風扇入口壓力 29 inHg，風扇入口溫度 200 ℉，風扇出口壓力 30.1 inHg，風扇出口流速 150 ft/s。假設煙道氣密度在風扇進出…
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• 113年 moea_joint_essay 第六題
  如【圖 2】以連通管量測 A、B兩圓球的壓力差，A、B圓球內填充水，連通管上部填充空氣。相對於水密度 1000 kg/m³，空氣密度極小故可忽略。假設管壁摩擦可忽略，請計算A、B 圓球的壓力差為多少…
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• 112年 moea_joint_essay 第一題
  假設壓縮為絕熱(adiabatic)過程，壓縮機效率為 80 %，請計算壓縮甲烷所需要之馬力(hp)為多少？（8 分）
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• 112年 moea_joint_essay 第一題
  已知泵浦入口管線摩擦損失為 hL，液體蒸氣壓為 PV，泵浦入口槽壓力為 P0，泵浦入口槽液面距離泵浦入口高度為 h0。 (1) 請寫出淨正吸引高度(NPSH)數學表示式。（3 分） (2) 若淨正吸引…
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• 112年 moea_joint_essay 第一題
  請計算 hT高度為多少公尺(m)？
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• 112年 moea_joint_essay 第二題
  假設壓縮為等溫(isothermal)過程，壓縮機效率為 80 %，請計算壓縮甲烷所需要之馬力(hp)為多少？（8 分）
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• 112年 moea_joint_essay 第二題
  請計算 hA2高度為多少公尺(m)？
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• 112年 moea_joint_essay 第三題
  請問上述兩種壓縮過程何者較節省能源（2 分）？較節省能源之壓縮過程與另一壓縮過程相比，可節省多少百分率(%)（2 分）？
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• 112年 moea_joint_essay 第三題
  從連續方程式使用 shell balance 法所推導出的 Hagen-Poiseuille 方程式如下： Q = (πR^4/8μ)( (P_0 - P_L)/L + ρg )，請問在推導之過程中有…
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• 112年 moea_joint_essay 第四題
  請問在微觀流體力學中使用 shell balance 法描述流體時，主要考慮哪四種力？（4 分）
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• 111年 moea_joint_essay 第一題
  如【圖 1】所示，油位於 U型管上端，汞位於 U型管下端，汞比重＝ 13.6，油比重＝ 0.88，水密度＝ 62 lb/ft3 。g ＝ 32 ft/s2，gc ＝ 32 lb‧ft/lbf‧s2。假…
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• 111年 moea_joint_essay 第一題
  VAB為多少(單位：m/s)？（6 分）
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• 111年 moea_joint_essay 第一題
  請問至少需選用多少水力馬力(Hydraulic Power, kw)之泵浦(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)？（10 分）
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• 111年 moea_joint_essay 第二題
  DCD 為多少(單位：mm)？（4 分）
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• 111年 moea_joint_essay 第二題
  若已選用 NPSHr 為 5 m 之泵浦，尚欲於泵浦進口前增設過濾器，請問可容忍此過濾器之最大壓損為多少(計算至小數點後第 2 位)？（5 分）
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• 111年 moea_joint_essay 第三題
  有一球型熱氣球如【圖 3】所示，直徑 50 ft，底部籃框載重 600 lbf。假設為理想氣體，氣球外皮、籃框及籃索等周邊設施重量忽略不計。已知大氣密度＝ 0.076 lb/ft3，大氣溫度＝ 15…
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• 111年 moea_joint_essay 第三題
  泵浦出口液位控制閥輸出 4 ~ 20mA 信號，控制馬達線性速度範圍為 140 ~ 600 rpm，在相當於 325 rpm 之電流控制輸出情況下，請問其滿刻度百分比為多少(計算至小數點後第 3 位，…
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• 111年 moea_joint_essay 第五題
  有一流孔板流量計設計在操作溫度 43 oC，操作壓力 25 kg/cm2G 下，可量測最大 20,000 Nm3/hr 之純化氫氣(分子量為 2.03 g/mole)。若今日操作狀態改變，其操作溫度下…
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• 110年 moea_joint_essay 第一題
  若工程師希望將 NPSH 計算值控制在 5 m，且 D-1502 最低液位需控制在 3 m，泵吸入端管嘴高於地面約 1.0 m，且泵吸入端之管線與閥件的摩擦損耗為 2.0 (lbf∙ft)/lbm，請…
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• 110年 moea_joint_essay 第二題
  新增泵出口管線與閥件之摩擦損耗為 8.0 (lbf∙ft)/lbm，泵出口管嘴至 D-1507 之高度差為 30 m，請計算泵的總揚程(Total Head)。
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• 109年 moea_joint_essay 第一題
  一、有一比重為 0.85，黏度為 1.0 poise 之液體，在一內直徑為 100 mm，長 300 m 的水平圓管內流動。如果流率為 30 m3/hr，不考慮摩擦損耗的問題，則其壓力降應為多少 𝑘𝑔…
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• 109年 moea_joint_essay 第一題
  (一)化工廠常用之鋼管(steel pipe)，依美國標準協會(American Standard Association)採用管號(schedule number)表示其厚度。管號之定義為何？（3…
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• 109年 moea_joint_essay 第一題
  (一)如要設計最大流量 50 𝑚³/hr 時，U 型壓力計水銀柱高讀值 Rm 是 1250 mm，此銳口流量計孔口直徑(bore size)應為多少(以 mm 表示，計算至小數點後第 1 位，以下四捨…
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• 109年 moea_joint_essay 第一題
  (一)當泵入口、出口管線短，其高程差異、速度能差異及管線摩擦損失可以忽略下，求泵之效率(以百分比率表示，計算至小數點後第 1 位，以下四捨五入)？（7 分）
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• 109年 moea_joint_essay 第二題
  (二)承(一)依上述孔口尺寸(bore size)製作、安裝，實際運作後，U 型壓力計水銀柱高讀值是 50 mm(Rm)，請計算 15.6℃水流經圓管中之實際流量應為多少𝑚³/ℎ𝑟 (計算至整數，以下…
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• 109年 moea_joint_essay 第二題
  (二)請計算本系統每輸送1 𝑙𝑏𝑚(磅)水之摩擦損失多少(單位以𝑓𝑡 ．𝑙𝑏𝑓 /𝑙𝑏𝑚表示，計算至小數點後第 1 位，以下四捨五入)？（8 分）
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• 109年 moea_joint_essay 第四題
  (四)計算流力和熱傳，常需計算水力半徑(Hydroaulic radius)和相當直徑(Equivalent diameter)： (1)何謂水力半徑，𝑟ℎ？（3 分） (2)何謂相當直徑，𝐷𝑒？（3…
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• 108年 moea_joint_essay 第一題
  於穩定時，若油水介面要控制在 0.5 m ，Hw 需幾公尺？（5 分）
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• 108年 moea_joint_essay 第一題
  若水管無水噴出到大氣，請問閥的摩擦損失是幾公尺？（10 分）
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• 108年 moea_joint_essay 第二題
  依據 Stoke’s 定律，分液罐內水相油滴在水的上升終端速度 ut = 0.003 m/sec，若分液罐內水相的截面積如【圖2】陰影所示為0.393 m2，水流出分液罐流量為 10000 kg/h，…
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• 108年 moea_joint_essay 第二題
  若閥全開時，閥摩擦損失為零，試計算閥全開瞬間槽液面下降速度(m/sec)？（10 分）
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• 108年 moea_joint_essay 第三題
  請說明淨正吸揚程(Net Positive Suction Head, NPSH)的定義及其重要性。（5 分）
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• 108年 moea_joint_essay 第三題
  若閥全開時，水管無水噴出到大氣，請問水管需增長多少公尺？(√2 = 1.414；√4 = 2；√10 = 3.162)（10 分）
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• 108年 moea_joint_essay 第四題
  四、1000 lb/hr 流體於內徑 0.5 ft 管內流動，流體黏度 0.003 lb/(ft･sec)，求其雷諾數 Re =？(計算至小數點後第 3 位，以下四捨五入，π = 3.1416)（5…
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• 107年 moea_joint_essay 第一題
  雷諾數(Reynolds number)為多少？（5 分）
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• 107年 moea_joint_essay 第一題
  泵出口端壓力頭(pressure head)。(截面 b 之壓力頭，單位 ft)（5 分）
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• 107年 moea_joint_essay 第二題
  范寧摩擦係數(Fanning friction factor)為多少？（5 分）
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• 107年 moea_joint_essay 第二題
  泵入口端壓力頭。(截面 a 之壓力頭，單位 ft)（5 分）
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• 107年 moea_joint_essay 第三題
  流經此段導管之水頭損失(head loss)為多少？（5 分）
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• 107年 moea_joint_essay 第三題
  因在【圖 1】a、b 兩截面之間的管路短，可忽略速度頭(velocity head)差異及摩擦損失，請計算泵所提供之揚程及泵所需之制動馬力。（5 分）
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• 107年 moea_joint_essay 第四題
  廠商提供泵之 NPSHR 需要值為 10 ft，請列式計算說明此泵是否適用？（5 分）
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• 106年 moea_joint_essay 第一題
  F 牌泵的需求正吸揚程(NPSH Required)是 50 m，請問這個泵合用嗎？請詳述之。
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• 106年 moea_joint_essay 第二題
  於輸送量 10 m3/h，F 牌泵揚程(Head)是 35 m，請問這個泵揚程合用嗎？請詳述之。
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• 106年 moea_joint_essay 第二題
  二、某油水分離槽，水滴在槽內行為符合史托克定律(Stoke’s Law)，油對水滴的拖拉力(Fd)公式如下： Fd ＝ 3πμVd V：水滴沉降速度(m/s) d：水滴直徑(m) μ：油粘度(kg/m…
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• 105年 moea_joint_essay 第一題
  如【圖 1】所示，一頂部為開放之水槽裡的水位高 25 ft 且水位保持固定，在底部接一直徑D1 為 6 in 的水管，水由噴嘴流出，噴嘴出口水管直徑 D2 為 3 in。假設在水管內、入口及噴嘴內均無…
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• 105年 moea_joint_essay 第二題
  如【圖2】所示，水流入區域Ⅰ時，流率為 0.0021 m³/s，平穩地流過水管交接處，流出區域Ⅱ的平均速率是 2 m/s，其中有一部分的水經由區域Ⅲ蓮蓬頭流出，而蓮蓬頭上有 100 個直徑為 1 mm…
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• 104年 moea_joint_essay 第四題
  某種液體置於一開放式圓柱桶內，桶之下方接一排液管，如【圖 4】所示。試導證：圓柱桶內之液體排光所需時間之表示式為如下之形式。（20 分） t_{eff} =…
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• 103年 moea_joint_essay 第一題
  B 點的平均流速(ft / sec)。（10 分）
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• 103年 moea_joint_essay 第二題
  A 點區及 B 點區的雷諾(Reynold)數。（15 分）
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• 103年 moea_joint_essay 第三題
  一開放式儲水槽可控制保持水位 10 米高，儲水槽底有一管內徑 100 mm 出水管，現將出水管開度全開，請列式計算出水管每小時排水量(m³/hr)，不計摩擦損失。（10 分）
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• 103年 moea_joint_essay 第五題
  某一同心圓管，其內管的外徑是 ri，外管的內徑是 ro，有不可壓縮流體流經其間(ri＜r＜ro)，已知其流速(uz)分布(r-方向)之微分，表示如下：…
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• 102年 moea_joint_essay 第一題
  一、水池中 20℃ 之水，擬以泵送至離水面 15 m 高之水槽，假如管內徑為 0.0529 m，平均流速為 3.0 m/s，總相當管長為 45 m 時，試繪出系統簡圖、計算所需理論功率為多少馬力(HP…
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• 102年 moea_joint_essay 第二題
  何謂 NPSH (Net Positive Suction Head)？請說明其影響與重要性。
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• 102年 moea_joint_essay 第三題
  Hagen-Poiseuille（$-\frac{dp}{dz} = \frac{8\mu V_{avg}}{R^2}$）是否可被應用於描述牛頓流體(Newtonian fluid)於水平同心管中之層…
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• 102年 moea_joint_essay 第四題
  請將下列流體 CO2(20℃,1 atm)、CO2(100℃,1 atm)、H2O(10℃,1 atm)、H2O(80℃,1 atm)依黏度大小排序，並說明排序理由。
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• 102年 moea_joint_essay 第五題
  某鋼球在某牛頓液體中的終端速度（Terminal velocity）為 2 m/s，如果鋼球直徑變為2 倍，且其他條件不變，則其終端速度為多少？假設為 Creeping flow 。
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