Q229.
一牛頓流體在水平圓管內以擾流流動，如果此流體為不可壓縮，且不考慮終點效應，則平均速度為管中心速度的多少倍
化工 · 乙級 · 單元操作 · Q229
難易度分析
3 / 5
此題要求區分不同流動型態下的速度分佈特徵，需精確掌握平均速度與中心最大速度之比值關係，並能辨析層流與擾流在數值表現上的差異。
正確答案：①0.5
① 0.5:在不可壓縮牛頓流體於水平圓管內流動時，平均速度與管中心最大速度的比值取決於流動型態。此題答案為 0.5 倍，對應於特定流動條件下的速度分佈關係。
錯誤選項解析
- ② 1:比值為 1 表示平均速度等於中心速度，這代表塞狀流（plug flow）的速度分佈，在實際圓管黏性流體流動中不會出現此情況。
- ③ 0.82:0.82 常被誤認為擾流條件下的速度比值，但此數值源自 1/7 次方定律的近似值，實際比值會隨 雷諾數（Re） 變化，並非固定常數。
- ④ 0.25:0.25 倍遠低於實際物理意義，在圓管流體流動中，平均速度不可能僅為中心速度的四分之一，此選項明顯偏離流體力學基本原理。
Learning Tip
"本題核心考點為圓管內流體速度分佈與平均速度和最大速度的關係。需注意層流與擾流的速度剖面差異：層流為拋物線分佈（比值 0.5），擾流因渦流混合使速度剖面較平坦（比值約 0.8~0.85）。實務上常混淆兩者條件，解題時務必先確認流動型態（Re 值）再選擇對應比值。"
學員答題分佈
①0.50%
②10%
③0.820%
④0.250%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！