Zadanie Zadanie 5.5.14: Parcie hydrodynamiczne przemysłowej strugi czyszczącej

Punkty
3 pkt
Dział
Energia i pęd · Pęd i zasada zachowania pędu
Trudność
Poziom trudności: średnie
W zautomatyzowanym przemysłowym stanowisku do czyszczenia hydrodynamicznego odlewów stalowych zwarta struga wody uderza prostopadle w płaską powierzchnię detalu i spływa po niej. Wyznacz siłę parcia strugi na odlew oraz średnie ciśnienie hydrodynamiczne na obszarze uderzenia.

Treść zadania

Na zautomatyzowanym stanowisku przemysłowym do obróbki i oczyszczania odlewów stalowych zastosowano myjkę hydrodynamiczną. Ciągła, zwarta struga wody wypływa z dyszy o polu przekroju poprzecznego S=5,0 cm2S = 5{,}0\,\text{cm}^2 i uderza prostopadle w nieruchomą, płaską powierzchnię oczyszczanego odlewu, a następnie rozpływa się wzdłuż niej (tracąc całkowicie składową prędkości prostopadłą do powierzchni ścianki). Wydajność objętościowa pompy zasilającej dyszę wynosi Q=1200 dm3/minQ = 1200\,\text{dm}^3/\text{min}, a gęstość wody przyjmij jako ρ=1000 kg/m3\rho = 1000\,\text{kg/m}^3. Załóż, że pole powierzchni kontaktu strugi z odlewem w strefie uderzenia jest równe polu przekroju dyszy. a) Oblicz wartość średniej siły parcia FF, jaką struga wody wywiera na powierzchnię odlewu. b) Oblicz średnie ciśnienie pp wywierane przez strugę na powierzchnię w strefie uderzenia. Wynik podaj w megapaskalach (MPa\text{MPa}).

Odpowiedź i wynik końcowy

a) F=800 NF = 800\,\text{N}. b) p=1,6 MPap = 1{,}6\,\text{MPa} (1,6⋅106 Pa1{,}6 \cdot 10^6\,\text{Pa}). a: a) F=800 NF = 800\,\text{N}. b: b) p=1,6 MPap = 1{,}6\,\text{MPa} (1,6⋅106 Pa1{,}6 \cdot 10^6\,\text{Pa}).