[試題] 95下 流體機械 陳希立 期中考

[yaujack (大頭)]

課程名稱︰ 流體機械
課程性質︰ 選修
課程教師︰ 陳希立
開課學院： 工學院
開課系所︰ 機械系
考試日期（年月日）︰ 2007/4/17
考試時限（分鐘）： 120
是否需發放獎勵金： 是

試題 :

一、簡答題 (55%)

1. 試說明何謂比速率(Specific speed)? (5%)

2. 試個別針對泵潽，效率、軸功率與水力功率(有效功率)進行說明? (10%)

3. 試說明何謂相似定律(Similarity Law)? 而相似定律需滿足三種基本條件、
   試針對此三種基本條件進行說明? (20%)

4. 流體機械在工程應用時，流體測量是相當重要的課題，試針對流體壓力、流
   體流速、流體密度等五種流體性質，各舉出一種量測方式，並說明其原理?
   (20%)


二、計算題 (45%)

1. 如下圖所示，曲型葉板沿水平向右以等速度 u = 120 m/s 移動，其噴射水柱
   截面積 A= 0.02 平方公尺，噴射水柱流速 V = 240 m/s，而曲型葉板彎曲角
   度為三十度，若不考慮摩擦損失，試求

   (1) 噴射水柱對於曲型葉板之垂直與水平分量作用力各為多少? (10%)
   (2) 曲型葉板所產生之功率為多少? (5%)

           (圖略，是一根水管，進水口(左)與水平面夾角呈0度，而出水)
           (口(右)與水平夾角呈 30度，而水管本身有一向右的速度 u，)
           (大約就是這樣，很容易想像的，沒有摩擦也沒有任何阻力。 )


2. 對泵浦之應用而言，想了解下列六項參數間之關係：

   (1) 體積流率(Volume flow rate) Q    (2) 揚程(Head) H
   (3) 流體黏度(Dynamic viscosity) μ  (4) 流體密度(Density) ρ
   (5) 特徵長度(Characteristic length) D
   (6) 轉速(Rotation speed) N

   請選取轉速、流體密度與特徵長度為重複參數(Repeating parameters)，利用
   因次分析(Dimensional analysis)去求得三組無因次參數組合 (15%)


3. 一直徑 6 cm 之風扇在轉速 3000 rpm 下，其實驗量測之流量為 20 CFM、靜
   壓為 5 mmH2O ，所需功率為 5 W ，試求下述狀況之風扇流量、靜壓與所需功
   率：

   (1) 若此 6 cm 的風扇在轉速為 4500 rpm時 (5%)
   (2) 若此風扇放大1.5倍，在相同轉速下(即 3000 rpm)時 (5%)
   (3) 若此風扇放大1.5倍，在轉速為 4500 rpm時 (5%)

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