课程名称︰流体机械
课程性质︰选修
课程教师︰陈希立
开课学院：工学院
开课系所︰机械工程学系
考试日期（年月日）︰106/6/20
考试时限（分钟）：180min
试题 :
一、问答题 25%
1.请列举空调系统可能伴随的噪音问题（至少列举５个，惟此题需以中文说明作答，非外
籍生以外文作答斟酌扣分）10%
http://i.imgur.com/a/QOdysy.png
2.一轴流压缩机的转动叶片与外壳之间有一间隙，说明该间隙对流场与性能的影响。（至
少列出３点可能的影响）15%
http://i.imgur.com/a/c8eJy.png
二、计算题 75%
1.如下图所示，目前在宜兰有一冲击式地热发电厂，准备要增设真空冷凝系统来增强其发
电量，而面临选择合适的真空泵。涡轮室加上冷凝器共有3.5m^3的空间，起始时为1013
mbar，必须先于半小时内抽到123mbar。之后开阀引地热温泉水进入，约有6000kg/h的
1013mbar蒸汽进入涡轮室中推动涡轮机，涡轮室和冷凝器空间必须维持123mbar，以维
持发电效能。周边焊接处的空气泄漏进入量约为10hg/hr，试问应选多少m^3/h的真空
泵？ 20%
http://i.imgur.com/a/jebHN.png
2.该地热发电厂之发电冷凝后尾水水温为50度，密度为988kg/m^3，欲泵送到隔壁温泉游
乐区，选择所需扬程为58m，传输水量100m^3/h，泵泄漏率ΔQ=0.03Q的离心泵，其操作
转速1800rpm，泵的轴动力为19.5kW，机械效率为95%，试求：
(a)泵的水动力（Hydraulic Power）4%
(b)泵的总效率 4%
(c)容积效率 4%
(d)水力效率 3%
3.在兰阳溪有一支流，长年水量稳定充足，水温约恒为20度（水20度饱和蒸气压为2.352
kPa），近期宜兰县政府为发展再生能源，决定装设一法兰西型水轮机，装设位置有效
落差为Ｈ为40m，叶轮设计转速为300rpm，叶轮入口圆周速度u1为0.9*sqrt(2gH)，水流
在叶轮入口处之径向速度分量为0.27*sqrt(2gH)，水利效率η_h=85%，若水沿叶轮轴向
流出，旋转速度分量为零，当排水面压力为 P_a=101.3kPa，装设前模型试验已知该水
轮机在有效落差为10m，装设位于高于排水面6m时会发生孔蚀现象。试设计：
(a)导叶片之角度α_1 5%
(b)叶轮之入口角度β_1 5%
(c)此法兰西型水轮机装设高度与排水面距离应有何限制，才能避免孔蚀现象 5%
http://i.imgur.com/a/U0yqR.png
4.发电机现场有一正排量型压缩机，用于喷射器辅助抽真空用，能将1kgf/cm^2的空气压
缩到10kgf/cm^2，其余隙容积ε=0.03，气体用多变系数n=1.4，试求此压缩机体积效
率？ 10%
http://i.imgur.com/a/FE7TV.png
5.一鼓风机以每分钟1750转（rpm）旋转，空气以垂直鼓风机叶轮叶片进入，而后以40度
角流出（α_2=40度），如下图所示。叶轮入口半径r_1为4cm，流道宽度b_1为5.2cm。
叶轮出口半径r_2为8cm，流道宽度b_2为2.3cm，空气体积流率为0.13m^3/s。假设效率
为100%，计算此鼓风机所能产生之净扬程（以水柱高mm表示，5%）以及所需之制动马力
（brake horse power）（以W表示，10%）。（空气之密度为1.2kg/m^3，水之密度为
1000kg/m^3）
http://i.imgur.com/a/VO3do.png