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
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＼ ＼ 30度
＼ ＼
＼ ＼
　　Vj=300m/s —————— ＼
———→ ▕ ——→u=150m/s
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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
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流向→
γ1=9810 N/m^3
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▕▕ ▕▕
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█ ↑ ▕▕
█ 20∣ ▕▕
█ mm∣ ▕▕
█ ↓ ▕▕
█ █
█ █ γ2(SG = 13.6)
█ █
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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
∣
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↑ █ █
∣ █ █
█ █
h █ →█←ΔR
█ █
∣ █ █
↓ █ ↓Δh █
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↑
∣←—R—→∣