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110 年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別
：
三
等考試
類 科
：
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。
代號：
34360
頁次：
3
－
1
一、傾斜管式壓力表如下圖所示，D=76 mm、d=8 mm，圓形槽中之液體密
度l
=827 kg/m3。待測壓力 P1接於槽之上方開口 A處，由於空氣密度相
較於槽中液體密度甚小，P1可視為點①之液面壓力，點②之壓力 P2則為
大氣壓力，請問：
推導 1 2
p P P 之通式，並以 l
、g、L、θ、d、D等參數表示。（10 分）
求出傾斜管角度θ，當 P1–P2=25mm 水柱高的壓力下，恰好會使液體
沿斜管產生 L=15 cm。（註：水之密度為 1000 kg/m3）（10 分）
二、有一裝置可將兩股水流混合形成均勻射流，如下圖所示，入口○1處之管
徑為 0.1 m、流體速度為 4 m/s；入口○2處之管徑為 0.12 m、流體速度為
6 m/s，假設作用在裝置上之外力合為 0，即ΣFx=0、ΣFy=0，試求解下
列問題：
圖中傾斜角度θ。（10 分）
射流出口處○3之流體速度。（10 分）
平衡液面 表內液體
,
l
代號：
34360
頁次：
3
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2
三、虹吸（siphon）是一種流體力學現象，可以不借助泵而抽吸液體。有一
製程利用虹吸管抽取製備槽中的水（ l
=1000 kg/m3），如下圖所示，水
以5 L/s 的體積流率流出管徑為 25 mm 之虹吸管出口，假設流動為無
摩擦，大氣壓力 Patm=101 kPa，請問：
虹吸管出口處之水流速（m/s）？（10 分）
已知槽中水體之溫度為 21oC，對應的飽和壓力為 2.358 kPa，為了防止
閃發（flash）現象在虹吸管中產生，試求點 A處到製備槽水面高度 h
的最大容許值？（10 分）
四、不可壓縮之黏性流體在無窮且水平放置之平板間，上平板以 U1的速度
朝正 x方向等速移動，下平板以 U2的速度朝負 x方向等速移動，如下
圖所示。假設流動為穩定（steady）、完全發展（fully developed）、不考
慮重力影響，且沿流動方向之壓力梯度可忽略。
推導兩平板間之流體速度分布。（8分）
單位深度之體積流率（Q）為何？（8分）
當U1與U2之比值為何時，兩平板間之體積流率為零？（4分）
D=25 mm
5 L/s
代號：
3
4360
頁次：
3
－
3
五、有一截面為 20 cm×10 cm 之光滑水平矩型風管，用以輸送流量為 0.1 m3/s
之空氣（
5
1.6 10
m2/s，
1.23
kg/m3），若流體在管內流動之達西摩
擦因子f（Darcy friction factor）可由下式估算，其中Re為雷諾數（Reynolds
number）、Dh為水力直徑（hydraulic diameter），請問：
0.25
64 0.316 Re
Re Re
h
VD
f f
層流： ；紊流： ；
矩型風管之水力直徑（m）？（5分）
已知風管長度為 100 m，則管內之壓力降為多少 Pa？（15 分）