课程名称︰流体机械 课程性质︰机械系 选修 课程教师︰陈希立 开课学院：工学院 开课系所︰机械系 考试日期（年月日）︰2018/4/24 考试时限（分钟）：180 试题 : 一、名词解释，试解释下列名词意义：(25%) 1. 试说明何谓比速率(specific speed)？(5%) 2. 试说明何谓全压损失？(5%) 3. 试说明相似定理须满足哪三种条件？(5%) 4. 停滞点(stagnation point)(5%) 5. 试说明雷诺数(Renolds number)、马赫数(Mach number)及尤拉数(Euler number)(5%) 二、计算题(75%) 1. 如下图所示，其水柱截面积 A = 0.03m^2，水柱流速 Vj = 300m/s，而叶片以水柱同 方向的速度u = 150m/s之速度移动，若不考虑摩擦损失，试求水柱对叶片之垂直及水 平分量作用力各为多少？而叶片所产生之功率为多少？(15%) https://imgur.com/a/nMhNvH1 ↖ ＼ ＼ 30度 ＼ ＼ ＼ ＼ 　　Vj=300m/s —————— ＼ ———→ ▕ ——→u=150m/s ＿＿＿＿＿＿＿＿▕ 2. 水泵是最常见的流体机械，通常被用来泵送流体，通过泵之後的压升可表示成以下函 数关系：Δp = f(D, ρ, n, Q)，其中，D为叶轮直径，ρ为流体密度，n为旋转速度 (RPM)，而Q为流量。试用白金汉pi定理决定一组适合的无因次参数。(15%) 3. 有一轴流式压缩机欲以 1200r/min 抽取氮气（其密度ρ_p为 0.167jg/m^3）。今以其 1/3之模型，用空气（其密度ρ_m为 1.20kg/m^3）做测试，在转速为 600r/min，流量 Qm为 6m^3/sec时，压力上升ΔPm为 145Pa，输入功率 Lm为 1.0kW，对於在动力相似 的条件，是计算原型之流量 Q，压力上升ΔP 及输入功率 L。忽略马赫树及雷诺数之 效应，并假设在海平面之条件。(15%) 4. 如下图所示之水流中，若忽略因流动干扰所造成之测量误差，试求流量大小。 （γH2O = 9810 N/m^3）(15%) https://imgur.com/a/FX3LF1D D = 45 mm ————————————————— 流向→ γ1=9810 N/m^3 ———— ———— ——————— ▕▕ ▕▕ ▕▕ ▕▕ ▕▕＿＿＿▕▕ █ ↑ ▕▕ █ 20∣ ▕▕ █ mm∣ ▕▕ █ ↓ ▕▕ █ █ █ █ γ2(SG = 13.6) █ █ ██████ 5. 为了研究流体特性，黏滞力是一关键特性。通常会使用一同心圆筒黏度计来量测，如 下图所示，Δh = 0.0003m，ΔR = 0.0013m，R = 0.1m，h = 0.2m，当旋转速度为 150rpm，扭矩为 2.5N-m；则其液体的黏性μ为何？（μ单位为 N-s/m^2）(15%) https://imgur.com/a/Xb6xMSU ∣T=2.5N-m ∣ ————————— ∣∣ ∣∣ ＿∣∣ ∣∣ ↑ █ █ ∣ █ █ █ █ h █ →█←ΔR █ █ ∣ █ █ ↓ █ ↓Δh █ ¯ ███████████ ↑ ∣←—R—→∣ --

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