高压水流切割器

江苏沛县张街中学 张振楼 221612

高压水流切割器又称水刀，它是将普通的水经过多级增压后所产生的高能量(380MPa)水流，再通过一个极细的红宝石喷嘴(直径0.1—0.35mm)，以每秒近千米的速度喷射切割，对切割表面产生108—109Pa的压强。广泛地应用于石材、金属、玻璃、陶瓷、塑料、布料、木材、橡胶等材料的加工。高压水切割有两种形式，一是纯水切割，其割缝约为0.1—1.1mm；其二是加磨料切割，其割缝约为0.8—1.8mm，水切割所用的磨料为石英砂、石榴石、河砂、金刚砂等。
高压水流切割时所产生的热由水带走，金属温度仅为50～60℃。这样可以防止高温变形，提高切割精度。高压水切割的“发现”起源于苏格兰，经过100年的试验研究，才出现了工业高压水切割系统。
我国研制的高压水流切割器的技术已达到国际先进水平，这种很细的高速水流一次可顺利切割26层牛皮，或2.3mm厚的钢板……如果在水中加入某种砂质磨料，在水的流速相同的情况下，可切割300mm的花岗石，或130mm厚的钢板……
请简要回答：（1）高速水流为什么能切割坚硬的物体？
（2）为什么加入砂质磨料后，在流速相同的情况下切割能力大大提高了？
答案要点：（1）高速水流具有动能，一定质量的水速度越大，动能就越大，对外做功的本领就越大，从而能切割坚硬的物体。（2）加入砂质磨料后，水流的质量增大，高速水流具有的动能就更大，在流速相同的情况下对外做功的本领就更大，从而切割能力大大提高。