1."水刀"是将普通的水加压,使其从口径为0.2mm的喷嘴中以800~1000m/s的速度射出的水射流,它可以切割软质材料.则水射流的最大切割功率为?(水的密度为1.0*10^3kg/m^3)答案是15.7KW

Question

1."水刀"是将普通的水加压,使其从口径为0.2mm的喷嘴中以800~1000m/s的速度射出的水射流,它可以切割软质材料.则水射流的最大切割功率为?(水的密度为1.0*10^3kg/m^3)
答案是15.7KW

Answer 1

可以设想一部分水射流的质量△m,它的初始动能为：
Ek=0.5△mv方(v=1000m/s)
如果这部分功率完全用于切割,那么切割功率就等于：
△t看作是这部分水流出喷嘴的时间,切割时间忽略不计.
P=Ek/t=0.5v方△m/△t
△m/△t就是单位时间内流出喷嘴的水量,△l就是这部分水的长度：
△m/△t=ρ△V/△t=ρ(πd方△l)/(4△t)=0.25ρπvd方
所以切割功率P=0.125ρπ(d平方)(v立方)=15.7kW