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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：35260
類 科： 環境工程
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。
下列計算各題所需之物理常數、符號、參數及公式等如未給時，請自行合理假設或推知。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
基本常數與公式
液態水密度：1000 kg/m3
空氣密度：1.23 kg/m3
液態汞密度：13,600 kg/m3
鋼的密度：7800 kg/m3
水的動力黏度係數（μ）：1.12×10−3 N⋅sec/m2
空氣動力黏度係數（μ）：1.79×10−5 N⋅sec/m2
液態汞動力黏度係數（μ）：1.57×10−3 N⋅sec/m2
Colebrook 公式： ⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛+−= 2121 Re
51.2
7.3/
log0.2
1
f
d
fd
ε
Darcy 公式： d
fRe
64
=
Darcy-Weisbach 公式： g
V
d
L
fhf2
2
=
一、對於某一水平管內的一維水流流場，試設計一個實驗，以取得管內某一點上的靜
壓力（static pressure）、停滯壓力（stagnation pressure）與動壓力（dynamic
pressure），並以適當的式子說明如何得到此三者的數值。（20 分）
二、對於一不可壓縮、且流體黏性可忽略不計的二維水平運動流場，其速度分布為：
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
+
+
−= jiu 2222 55
yx
x
yx
y
試求流場的流體質點加速度。（6分）
試求取此流場的壓力分布 ),(
y
x
p與流體質點運動過程中所受的壓力變化率 d
t
dp /。
（14 分）
三、有一鋼板（厚 1 mm、長 1000 mm、寬 400 mm）在寬為 10 mm 的插槽中鉛直墜落，
槽中裝滿某種油，鋼板以 0.1 m/sec 等速度下墜，且與插槽的一邊保持 4 mm 的距
離。試求油的動力黏度係數。（20 分）
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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：35260
類 科： 環境工程
科 目： 流體力學
全一張
（
背面
）
L
D
四、如圖一所示，一粗糙圓管在鉛直面上傾斜 37°，其直徑為 3 cm，內壁的粗糙度為
0.012 mm，圓管內有水流動。管上 A、B兩點所量得的壓力如圖一所示，已知此兩
點相距 30 m。試判定水流的方向，並求出每分鐘的水流體積流量。（20 分）
圖一
B
A
g
P
A
=568 kPa
P
B
=202 kPa
37°
五、對於圖二所示的收縮擴張管，左側管的截面為圓形，直徑為 =1.0 m，向右漸縮為
方形截面，至最小截面處則成為正方形截面，邊長為 =0.5 m，然後又往右逐漸擴
張為圓形截面，最後的直徑為 =1.2 m，管內為水流，h=20 cm 表示水流進入收縮
段前與最小截面間的汞柱高度差。基本上，若無剝離（separation）發生，我們可大
略假設各截面上的水流速度剖面為等速分布。試在此等近似條件下，求取此管內水
流每分鐘的質量流量，以及最小截面處的水流速度。（20 分）
1
D
2
圖二
Q
D1D2
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