แนวข้อสอบ กว. Hydraulic Engineering พร้อมเฉลย

หัวข้อ “Hydraulic Engineering” เป็นส่วนหนึ่งของการสอบใบอนุญาตภาคีวิศวกร (กว.) บน TUE.expert มีข้อซ้อมหัวข้อนี้ 25 ข้อ อยู่ใน 1 ชุดซ้อม ด้านล่างคือตัวอย่าง 5 ข้อ พร้อมเฉลยและคำอธิบาย ลองตอบเองก่อน แล้วกด “ดูเฉลย” ใต้แต่ละข้อเพื่อตรวจคำตอบ

ตัวอย่างข้อสอบ Hydraulic Engineering 5 ข้อ

1. 1. ประตูระบายน้ำชนิด sluice gate ติดตั้งในคลองสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้าง 3.5 เมตร ความลึกน้ำด้านเหนือประตู (upstream) เท่ากับ 2.5 เมตร ช่องเปิดของประตูสูง 0.5 เมตร ค่าสัมประสิทธิ์การไหล Cd=0.6 จงหาอัตราการไหลผ่านประตูระบายน้ำนี้ โดยใช้สมการ Q=Cd×b×a×√(2gy1)

   • A. 5.8 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที
   • B. 6.6 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที
   • C. 7.35 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที
   • D. 8.4 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ C — 7.35 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที

   แทนค่า Cd=0.6, b=3.5, a=0.5, y1=2.5 ในสมการ Q=Cdba√(2gy1)=0.6×3.5×0.5×√(2×9.81×2.5)=1.05×7.00≈7.35 ลบ.ม./วินาที ตัวเลือกอื่นเกิดจากคำนวณ √(2gy1) หรือพื้นที่ช่องเปิดผิดพลาด

2. 2. คลองเปิดหน้าตัดสี่เหลี่ยม กว้าง 4 เมตร ความลึกของน้ำ 1 เมตร ความเร็วเฉลี่ยของน้ำ 2 เมตรต่อวินาที จงหาค่า Froude number และจำแนกสภาวะการไหล

   • A. Fr ≈ 0.64 การไหลแบบ subcritical
   • B. Fr ≈ 0.64 การไหลแบบ supercritical
   • C. Fr ≈ 1.00 การไหลแบบ critical
   • D. Fr ≈ 1.57 การไหลแบบ supercritical
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — Fr ≈ 0.64 การไหลแบบ subcritical

   Fr = V/√(gy) = 2/√(9.81×1) ≈ 0.64 ซึ่งน้อยกว่า 1 จึงต้องจำแนกเป็น subcritical ตัวเลือก B คำนวณค่า Fr ถูกแต่จำแนกสภาวะผิดเนื่องจาก Fr<1 ไม่สามารถเป็น supercritical ได้

3. 3. ในคลองที่มีความลาดชันท้องคลองน้อยกว่าความลาดชันวิกฤต (mild slope, So<Sc) หากความลึกการไหลจริง y มีค่ามากกว่าทั้งความลึกปรกติ (yn) และความลึกวิกฤต (yc) คือ y>yn>yc โปรไฟล์การไหลแปรเปลี่ยนที่เกิดขึ้นจัดเป็นชนิดใด

   • A. M1
   • B. M2
   • C. M3
   • D. S1
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — M1

   บนความลาดชันแบบ mild เมื่อความลึกจริงมากกว่าทั้ง yn และ yc จะได้โปรไฟล์ M1 ซึ่งเป็น backwater curve เช่นด้านเหนือเขื่อน ส่วน M2 เกิดเมื่อ yc<y<yn และ S1 เกิดบนความลาดชันแบบ steep เท่านั้น

4. 4. เครื่องสูบน้ำแบบหอยโข่งติดตั้งอยู่สูงกว่าระดับน้ำในบ่อสูบ (suction lift) เป็นระยะ 3 เมตร ความดันบรรยากาศเทียบเท่าความสูงของน้ำ 10.33 เมตร ความดันไอของน้ำที่อุณหภูมิใช้งานเทียบเท่าความสูง 0.24 เมตร และการสูญเสียพลังงานในท่อดูด (รวม friction และ minor loss) เท่ากับ 0.5 เมตร จงหาค่า NPSH ที่มีอยู่จริง (NPSH available)

   • A. 5.09 เมตร
   • B. 5.99 เมตร
   • C. 6.59 เมตร
   • D. 7.09 เมตร
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ C — 6.59 เมตร

   NPSHa=(Patm/γ-Pv/γ)-zs-hf=10.33-0.24-3-0.5=6.59 เมตร หากค่านี้น้อยกว่า NPSH ที่ปั๊มต้องการ (NPSH required) จะเกิด cavitation ตัวเลือก A ลืมหักค่าความดันไอของน้ำออกจากผลรวม

5. 5. น้ำไหลในคลองสี่เหลี่ยมผืนผ้าด้วยความลึก 0.4 เมตร และความเร็ว 8 เมตรต่อวินาที ก่อนเกิดน้ำกระโดดไฮดรอลิก (hydraulic jump) จงหาความลึกของน้ำหลังเกิดน้ำกระโดด (sequent depth)

   • A. 1.60 เมตร
   • B. 1.89 เมตร
   • C. 2.09 เมตร
   • D. 2.40 เมตร
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ C — 2.09 เมตร

   เลขฟรูดก่อนกระโดด Fr1=V1/√(gy1)=8/√(9.81×0.4)=4.04 ใช้สมการ y2/y1=0.5(-1+√(1+8Fr1²)) ได้ y2/y1≈5.23 จึง y2≈2.09 เมตร ตัวเลือกอื่นเกิดจากการคำนวณ Fr1 หรือสมการ sequent depth ผิดพลาด

ชุดซ้อมที่มีหัวข้อ Hydraulic Engineering

• กว. ภาคีวิศวกรโยธา ชุดที่ 2 หมวดวิชาเฉพาะ — ชุดจำลองสอบเต็ม 99 ข้อ99 ข้อ
  ฿159

หัวข้ออื่นในแนวข้อสอบ กว.