超高压水刀是一种新技术产品,一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”,可以对坚硬物体实施切割,如图所示。某超高压水刀喷嘴横截面积S=5×10-8m2,喷水速度v=800m/s,高速“水箭”对该切割面的压强p=300MPa。已知水泵电机功率P=20kW,水的密度ρ=1.0×103kg/m3。求:
(1)水刀正常工作1min消耗的电能;
(2)高速“水箭”对切割面的压力;
(3)每秒钟从喷嘴喷出的水的质量;
(4)水刀的效率。
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