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喷水器具有四个可转动臂 每个臂由互成120°角的两直管组成 每个臂以3L/min的流量和12

2022-08-12 10:08:06 问答库 阅读 195 次

问题详情

喷水器具有四个可转动臂,每个臂由互成120°角的两直管组成,每个臂以3L/min的流量和12m/s的相对流速喷水,如图(a)所示。已知喷水器转动部分和固定部分之间的摩擦相当于一个力偶矩为M=0.25N·m的力偶,喷水器作匀角速转动,试求其角速度。

参考答案

思路:流入喷水器的水,速度与转轴平行,对轴的动量矩等于零。因此,流入流出的水对转轴z的动量矩的变化率就等于单位时间内喷出水的动量矩,可用动量矩定理求解。
取喷水器内部流体和喷水器转动部分为研究对象。水的重力和喷水器的重力对转轴之矩等于零,外力矩只有摩擦力偶矩
∑Mz(Fe)=M=0.25N·m
喷嘴处水的绝对速度等于牵连速度与相对速度的矢量和,即
va=ve+vr
如俯视图(b)所示。其中

考点:器具,流量