課程名稱︰流體機械
課程性質︰選修
課程教師︰陳希立
開課學院：工學院
開課系所︰機械工程學系
考試日期（年月日）︰106/6/20
考試時限（分鐘）：180min
試題 :
一、問答題 25%
1.請列舉空調系統可能伴隨的噪音問題（至少列舉５個，惟此題需以中文說明作答，非外
籍生以外文作答斟酌扣分）10%
http://i.imgur.com/a/QOdysy.png
2.一軸流壓縮機的轉動葉片與外殼之間有一間隙，說明該間隙對流場與性能的影響。（至
少列出３點可能的影響）15%
http://i.imgur.com/a/c8eJy.png
二、計算題 75%
1.如下圖所示，目前在宜蘭有一衝擊式地熱發電廠，準備要增設真空冷凝系統來增強其發
電量，而面臨選擇合適的真空泵。渦輪室加上冷凝器共有3.5m^3的空間，起始時為1013
mbar，必須先於半小時內抽到123mbar。之後開閥引地熱溫泉水進入，約有6000kg/h的
1013mbar蒸汽進入渦輪室中推動渦輪機，渦輪室和冷凝器空間必須維持123mbar，以維
持發電效能。週邊焊接處的空氣洩漏進入量約為10hg/hr，試問應選多少m^3/h的真空
泵？ 20%
http://i.imgur.com/a/jebHN.png
2.該地熱發電廠之發電冷凝後尾水水溫為50度，密度為988kg/m^3，欲泵送到隔壁溫泉遊
樂區，選擇所需揚程為58m，傳輸水量100m^3/h，泵洩漏率ΔQ=0.03Q的離心泵，其操作
轉速1800rpm，泵的軸動力為19.5kW，機械效率為95%，試求：
(a)泵的水動力（Hydraulic Power）4%
(b)泵的總效率 4%
(c)容積效率 4%
(d)水力效率 3%
3.在蘭陽溪有一支流，長年水量穩定充足，水溫約恆為20度（水20度飽和蒸氣壓為2.352
kPa），近期宜蘭縣政府為發展再生能源，決定裝設一法蘭西型水輪機，裝設位置有效
落差為Ｈ為40m，葉輪設計轉速為300rpm，葉輪入口圓周速度u1為0.9*sqrt(2gH)，水流
在葉輪入口處之徑向速度分量為0.27*sqrt(2gH)，水利效率η_h=85%，若水沿葉輪軸向
流出，旋轉速度分量為零，當排水面壓力為 P_a=101.3kPa，裝設前模型試驗已知該水
輪機在有效落差為10m，裝設位於高於排水面6m時會發生孔蝕現象。試設計：
(a)導葉片之角度α_1 5%
(b)葉輪之入口角度β_1 5%
(c)此法蘭西型水輪機裝設高度與排水面距離應有何限制，才能避免孔蝕現象 5%
http://i.imgur.com/a/U0yqR.png
4.發電機現場有一正排量型壓縮機，用於噴射器輔助抽真空用，能將1kgf/cm^2的空氣壓
縮到10kgf/cm^2，其餘隙容積ε=0.03，氣體用多變係數n=1.4，試求此壓縮機體積效
率？ 10%
http://i.imgur.com/a/FE7TV.png
5.一鼓風機以每分鐘1750轉（rpm）旋轉，空氣以垂直鼓風機葉輪葉片進入，而後以40度
角流出（α_2=40度），如下圖所示。葉輪入口半徑r_1為4cm，流道寬度b_1為5.2cm。
葉輪出口半徑r_2為8cm，流道寬度b_2為2.3cm，空氣體積流率為0.13m^3/s。假設效率
為100%，計算此鼓風機所能產生之淨揚程（以水柱高mm表示，5%）以及所需之制動馬力
（brake horse power）（以W表示，10%）。（空氣之密度為1.2kg/m^3，水之密度為
1000kg/m^3）
http://i.imgur.com/a/VO3do.png