課程名稱︰流體機械 課程性質︰機械系 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）︰2018/4/24 考試時限（分鐘）：180 試題 : 一、名詞解釋，試解釋下列名詞意義：(25%) 1. 試說明何謂比速率(specific speed)？(5%) 2. 試說明何謂全壓損失？(5%) 3. 試說明相似定理須滿足哪三種條件？(5%) 4. 停滯點(stagnation point)(5%) 5. 試說明雷諾數(Renolds number)、馬赫數(Mach number)及尤拉數(Euler number)(5%) 二、計算題(75%) 1. 如下圖所示，其水柱截面積 A = 0.03m^2，水柱流速 Vj = 300m/s，而葉片以水柱同 方向的速度u = 150m/s之速度移動，若不考慮摩擦損失，試求水柱對葉片之垂直及水 平分量作用力各為多少？而葉片所產生之功率為多少？(15%) https://imgur.com/a/nMhNvH1 ↖ ＼ ＼ 30度 ＼ ＼ ＼ ＼ 　　Vj=300m/s —————— ＼ ———→ ▕ ——→u=150m/s ＿＿＿＿＿＿＿＿▕ 2. 水泵是最常見的流體機械，通常被用來泵送流體，通過泵之後的壓升可表示成以下函 數關係：Δp = f(D, ρ, n, Q)，其中，D為葉輪直徑，ρ為流體密度，n為旋轉速度 (RPM)，而Q為流量。試用白金漢pi定理決定一組適合的無因次參數。(15%) 3. 有一軸流式壓縮機欲以 1200r/min 抽取氮氣（其密度ρ_p為 0.167jg/m^3）。今以其 1/3之模型，用空氣（其密度ρ_m為 1.20kg/m^3）做測試，在轉速為 600r/min，流量 Qm為 6m^3/sec時，壓力上升ΔPm為 145Pa，輸入功率 Lm為 1.0kW，對於在動力相似 的條件，是計算原型之流量 Q，壓力上升ΔP 及輸入功率 L。忽略馬赫樹及雷諾數之 效應，並假設在海平面之條件。(15%) 4. 如下圖所示之水流中，若忽略因流動干擾所造成之測量誤差，試求流量大小。 （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. 為了研究流體特性，黏滯力是一關鍵特性。通常會使用一同心圓筒黏度計來量測，如 下圖所示，Δh = 0.0003m，ΔR = 0.0013m，R = 0.1m，h = 0.2m，當旋轉速度為 150rpm，扭矩為 2.5N-m；則其液體的黏性μ為何？（μ單位為 N-s/m^2）(15%) https://imgur.com/a/Xb6xMSU ∣T=2.5N-m ∣ ————————— ∣∣ ∣∣ ＿∣∣ ∣∣ ↑ █ █ ∣ █ █ █ █ h █ →█←ΔR █ █ ∣ █ █ ↓ █ ↓Δh █ ¯ ███████████ ↑ ∣←—R—→∣ --

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