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107年公務人員高等考試三級考試試題
代號：35260
35360
35860
全一張
（正面）
類科： 水利工程、環境工程、機械工程
科目： 流體力學
考試時間： 2 小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
（請接背面）
一、如圖一所示，在壓力計中，當在管 A的壓力增加 34.4 kPa，而在管 B的壓力維持固
定。試求左側柱水銀的高度改變值為若干？（15 分）
圖一
二、已知水從直徑 D = 0.20 m 的水槽流出，其出流口的直徑為 d = 0.01 m，如圖二所示。
若水槽中的水位維持固定高度 h = 0.20 m，試求流入水槽之流量應為若干？（15 分）
圖二
三、水躍是在明渠中水深突然改變的一種現象，如圖三所示。水深由 z
1
變至 z
2
，對應的
速度由 V
1
變至 V
2
。已知 V
1
= 1.0 m/s，z
1
= 0.4 m，試求發生水躍後之水深 z
2
及速度
V
2
。（15 分）
圖三
107年公務人員高等考試三級考試試題
代號：35260
35360
35860
全一張
（背面）
類科： 水利工程、環境工程、機械工程
科目： 流體力學
四、水庫的溢洪道寬度為 20 m（圖四），在滿水位時期的設計洩洪量為 125 m
3
/s，若以
1：15 的比例建造一座模型用以研究溢洪道的水流動力特性，水流動力特性滿足福祿
數相似（Froude number similarity）。試求：（每小題 10 分，共 20 分）
模型寬度與流量。
相對於原型 24 小時的模型試驗時間為若干？
圖四
五、水流經平面裝置的圓弧管，如圖五所示，其管徑為 0.6 m。倘若水排出至大氣，大氣
壓力 p = 101.3 kPa，管中水流的流量為 85 m
3
/min。在截面(1)與(2)之間的流體摩擦而
產生的壓力損失為 415 kPa。試決定水流在截面(1)與(2)的水平和垂直作用力。（20 分）
圖五
六、欲求圓形砂粒之沉降速度，圓形砂粒以等速向下移動，如圖六所示。其速度係由砂
粒重量 W 、水的浮力 F
B
以及水作用在砂粒的拽引力（drag force）D之間的平衡作
用。假設拽引力係數
24/ReC
D
=
，Re 為雷諾數（Reynolds number），其定義為
μρ
/UD=Re
，μ為水的粒性係數。假設砂粒比重為 S，粒徑為 D，水的密度為
w
ρ
，
重力加速度為 g，證明圓形砂粒的沉降速度為
μ
ρ
18
1)-(
2
gDS
U
w
=。（15 分）
圖六
W
D
F
B