民國100年 第2梯次 化工乙級 學科
第72題
牛頓流體( N e w t o n i a n f l u i d ) 在一水平無限長圓形管中以層流流動達穩定時,下列敘述何者錯 誤?( 假設流體在接觸管壁處無…
題目
牛頓流體( N e w t o n i a n f l u i d ) 在一水平無限長圓形管中以層流流動達穩定時,下列敘述何者錯 誤?( 假設流體在接觸管壁處無滑動現象)
- (1) 管中心處的流速為最大
- (2) 管壁表面處的剪應力( s h e a r s t r e s s ) 為最大
- (3) 管中流體由剪應力產生的動量輸送是由管中心向管壁傳遞
- (4) 管中流體之速度分佈中的最大速度為其平均速度的兩倍
官方答案
(3) 管中流體由剪應力產生的動量輸送是由管中心向管壁傳遞
解析
圓管內充分發展的層流，速度呈拋物線分佈 v=v_max(1−r²/R²)，管中心流速最大、管壁處為零，且最大速度恰為平均速度的 2 倍，所以第 1、4 項正確。剪應力 τ=μ(−dv/dr) 隨半徑線性增大，在管壁處最大、管中心為零，第 2 項也正確。第 3 項把動量輸送說成由管中心向管壁的單向傳遞，與剪應力（動量通量）由管中心零值增至管壁最大值的分佈不符，故為錯誤敘述。
AI 參考解析（推得答案已與官方答案比對一致），非官方公告內容，僅供備考參考。