Γ΄ Λυκείου Μηχανική ρευστών

Για τη κίνηση ενός νερόμυλου ακτίνας R=1m,  εκμεταλλευόμαστε φράγμα ύψους h =7,2m. Από οριζόντιο σωλήνα εμβαδού διατομής Α=0,1m² στο κατώτερο σημείο του φράγματος εκτοξεύεται το νερό και χτυπάει τα πτερύγια του νερόμυλου, ο οποίος στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω=6rad/s.  Το νερό μετά τη πρόσκρουση του στα πτερύγια αποκτά την ταχύτητα των πτερυγίων.  Δεχόμαστε ότι το εμβαδόν κάθε πτερυγίου είναι πολύ μεγαλύτερο από τη διατομή του σωλήνα ώστε η φλέβα του νερού να προσπίπτει κάθετα σε αυτό. Να υπολογισθούν:

Α) η ταχύτητα του νερού όταν βγαίνει από το σωλήνα και η παροχή του

Β) η δύναμη που δέχεται κάθε πτερύγιο

Γ) η ισχύς του νερόμυλου και η ισχύς του νερού

Δ) η απόδοση της διάταξης

Δίνεται η πυκνότητα του νερού ρ=10³ Kg/m³ , g=10m/s² .  Οι τριβές στον άξονα του νερόμυλου θεωρούνται αμελητέες και η πρόσπτωση γίνεται στο άκρο του πτερυγίου.

 Για να δείτε τη λύση πατήστε εδώ.