Wyrażenie „silnik parowy” często przypomina silnik parowy lokomotywy lub samochodu Stanley Steamer, ale maszyny te mają znacznie więcej zastosowań niż tylko transport. Silnik parowy, który został wynaleziony w swojej najbardziej podstawowej formie jakieś dwa tysiące lat temu, stał się głównym źródłem energii w ciągu ostatnich trzech stuleci, a turbiny parowe wytwarzają obecnie 80% lub więcej światowej energii elektrycznej. Aby lepiej zrozumieć siły fizyczne działające w silniku parowym, zbuduj swój własny silnik parowy z materiałów, które masz w domu, korzystając z jednej z metod opisanych w tym artykule! Zobacz krok 1 poniżej, aby rozpocząć.
Krok
Metoda 1 z 2: Wykonanie silnika parowego z puszki po napojach (dla dzieci)
Krok 1. Wytnij aluminiową puszkę na około 6,35 cm
Użyj nożyc do ołowiu lub dużych nożyczek, aby wykonać równe poziome cięcia około 1/3 puszki od dołu.
Krok 2. Złóż i dociśnij obwód kawałka szczypcami
Złóż obwód puszki, która została przycięta, lekko do wewnątrz, aby krawędzie nie były ostre. Uważaj, aby podczas tego nie zrobić sobie krzywdy.
Krok 3. Popchnij spód puszki od środka, aby ją spłaszczyć
Większość puszek po napojach ma okrągłą podstawę, która zakrzywia się do wnętrza puszki. Wypchnij krzywiznę dna puszki, spłaszczając ją palcem lub używając dna małej szklanki lub słoika, aby ją wygładzić.
Krok 4. Zrób dwa otwory w przeciwnych kierunkach w puszce w odległości 1,3 cm od góry
Możesz to zrobić dziurkaczem lub możesz przebić dziury gwoździem i młotkiem. Potrzebujesz otworu o średnicy większej niż 3,2 mm.
Krok 5. Umieść świeczkę do herbaty na środku puszki
Ściśnij folię i umieść ją pod i wokół świecy, aby utrzymać wosk na miejscu. Świece do podgrzewania mają małe blaszane pojemniki, dzięki czemu wosk nie stopi się i nie rozleje na aluminiową puszkę.
Krok 6. Zwiń środek miedzianego węża o długości 15, 3-20, 3 cm w ołówku dwa do trzech razy, aby utworzyć cewkę
Wąż o średnicy 1/8 cala z łatwością zawinie się wokół ołówka. Będziesz musiał zapewnić wystarczająco zwinięty wąż, aby przesunął się przez dwa otwory w górnej części puszki, plus około 5 cali (5,1 cm) prostego węża z każdej strony.
Krok 7. Włóż oba końce węża przez otwory w puszce
Ułóż tak, aby cewka znajdowała się na knotze świecy. Upewnij się, że długość prostego węża wychodzącego z każdej strony puszki jest taka sama.
Krok 8. Zagnij oba końce węża za pomocą szczypiec, aby uzyskać kąt 90 stopni
Zagnij prosty odcinek węża tak, aby szedł w przeciwnych kierunkach z każdej strony puszki. Następnie wygnij go ponownie tak, aby dotykały dna puszki. Jeśli tak, spiralna część węża powinna znajdować się pośrodku świecy, a węże po obu stronach puszki skierowane w dół.
Krok 9. Umieść puszkę w misce z wodą tak, aby oba końce węża były zanurzone w wodzie
Twój „statek” powinien wygodnie unosić się na wodzie. Jeśli koniec węża nie dotyka wody, dodaj trochę ciężaru, aby puszka znalazła się niżej pod wodą, ale uważaj, aby jej nie zatopić.
Krok 10. Napełnij wąż wodą
Najłatwiej to zrobić, umieszczając jeden koniec węża w wodzie i zassać drugi koniec tak, aby woda przepływała przez wąż. Innym sposobem jest przytrzymanie palcem jednego otworu na wąż i włożenie wody z kranu do otwartego końca.
Krok 11. Zapal świecę
Z biegiem czasu woda w wężu nagrzeje się i zacznie wrzeć. Kiedy woda staje się parą, dwa otwarte końce węża stają się jak „silnik odrzutowy”, powodując wirowanie puszki w basenie.
Metoda 2 z 2: Wykonanie silnika parowego z puszki z farbą (dla dorosłych)
Krok 1. Zrób prostokątny otwór w pobliżu dna galonowej puszki z farbą
Zaznacz prostokąt 1 x 5 cm poziomo na boku puszki w pobliżu dna.
Należy pamiętać, że w przypadku tych puszek po farbie (i wszelkich używanych puszek) należy upewnić się, że tylko puszki po farbie zawsze zawierały farbę lateksową i przed użyciem należy je dokładnie umyć wodą z mydłem
Krok 2. Wytnij siatkę aluminiową 12 x 24 cm
Zagnij 6 cm siatki po obu stronach odcinka 24 cm, aby utworzyć kąt 90o. Stworzy to kwadratową „platformę” o wymiarach 12 x 12 cm z „nogami” 6 cm. Umieść tę siatkę w puszce z farbą, ustawiając „nogi” skierowane w dół, równolegle do krawędzi wykonanego otworu.
Krok 3. Wykonaj otwory wentylacyjne w półokręgu wieczka puszki
Później będziesz spalać węgiel drzewny w tej puszce, aby zasilić silnik parowy. Jeśli węgiel drzewny nie ma stabilnego dopływu tlenu, nie będzie się palić prawidłowo. Wykonaj otwory wentylacyjne, wybijając otwory wokół wieczka puszki z otworami półokrągłymi.
Te otwory wentylacyjne powinny mieć około 1 cm średnicy
Krok 4. Zrób zwój miedzianego węża Weź miękki miedziany wąż o średnicy 0,6 cm o długości 6 metrów i odmierz 30 cm od końca
Od tego momentu zwinąć wąż w pięć zwojów o średnicy 12 cm, a pozostałe w 15 zwojów o średnicy 8 cm. Pozostanie ci około 20 cm.
Krok 5. Włóż oba końce węża przez otwory wentylacyjne w pokrywie puszki
Zagnij dwa końce węża tak, aby oba były skierowane do góry, i włóż każdy koniec węża do otworu wentylacyjnego w pokrywce puszki, aż koniec wyskoczy. Jeśli wąż nie jest wystarczająco długi, być może trzeba będzie usunąć jedną ze zwojów.
Krok 6. Włóż bułki i węgiel drzewny do puszki
Umieść rolkę na macie siatkowej. Wypełnij przestrzeń wokół i wewnątrz obwodu rulonu brykietami z węgla drzewnego. Zamknij szczelnie puszkę.
Krok 7. Wywierć otwór na wąż w mniejszej puszce z farbą
Na środku wieczka ćwierćgalonowej puszki wywierć otwór o średnicy 1 cm. Po bokach puszki wywierć jeszcze dwa otwory o średnicy 1 cm – jeden przy dnie, a drugi na górze przy pokrywce.
Krok 8. Włóż plastikowy wąż z korka z boku małej puszki
Użyj końcówki miedzianego węża, aby zrobić dziurę w środku dwóch korków. Włóż wąż z twardego plastiku o długości 25 cm do jednego z korków i 10 cm do drugiego, tak aby dobrze przylegał i lekko wystawał z drugiego końca korka. Włóż korek z dłuższym wężem do dolnego otworu małej puszki, a korek z krótszym wężem do górnego otworu. Dokręć węże na obu korkach za pomocą zacisków do węży.
Krok 9. Podłącz duży ocynowany wąż miedziany do małego ocynowanego węża z tworzywa sztucznego
Umieść małą puszkę na górze dużej puszki z wężem korkowym w kierunku przeciwnym do otworu wentylacyjnego w połowie wieczka dużej puszki. Użyj taśmy aluminiowej, aby przymocować dolny koniec plastikowego węża do miedzianego węża, który wystaje z otworu wentylacyjnego dużej puszki. Następnie przymocuj plastikowy wąż z korka na górze małej puszki do miedzianego węża, który wystaje z dużej puszki w ten sam sposób.
Krok 10. Włóż rurkę miedzianą do puszki połączeniowej
Użyj młotka i śrubokręta, aby przebić otwory w środku metalowej skrzynki elektrycznej. Weź zacisk przewodu zasilającego, który znajduje się w skrzynce połączeniowej. Przełóż 15 cm rurki miedzianej o średnicy 1,3 cm przez założony zacisk kablowy, dokręć zacisk kablowy, który został założony do rurki miedzianej na zewnątrz puszki połączeniowej, tak aby rura utknęła kilka centymetrów nad puszką połączeniową. Uderz młotkiem we wgłębienie na końcu rury skierowanym w dół, aby zawęzić otwór. Włóż koniec rurki z wąskim wgłębieniem przez wieczko małej puszki.
Krok 11. Włóż szpikulec do grilla do drewnianego pręta na kołki
Weź standardowy szpikulec do grilla i włóż go do wydrążonego drewnianego pręta na kołki o długości 1,5 cm i średnicy 0,95 cm. Umieść pręt na kołki i szpikulec do grilla w miedzianej rurce w skrzynce połączeniowej tak, aby szpikulec do grilla był skierowany do góry.
Patyczki do grilla i pręty na kołki staną się „tłokami” podczas pracy silnika. Aby ruch tłoka był dobrze widoczny, może być konieczne przyklejenie papierowej „flagi” do szpikulca do grilla
Krok 12. Przygotuj maszynę do pracy
Najpierw zdejmij skrzynkę przyłączeniową tłoka z górnej części małej puszki i napełnij małą puszkę wodą, pozwalając jej płynąć w kierunku miedzianych wężownic, aż woda wypełni 2/3 małej puszki. Sprawdź wszystkie złącza pod kątem wycieków i upewnij się, że wszystkie połączenia są szczelne. Zabezpiecz pokrywki obu puszek młotkiem. Odłóż skrzynkę przyłączeniową do punktu na małej blaszanej torebce.
Krok 13. Uruchom silnik
Zgnieć stare rolki gazety i umieść je w przestrzeni pokrytej aluminiową siatką na dole maszyny. Gdy węgiel drzewny się spali, pozostaw brykiety przez około 20-30 minut. Dopóki woda w bułce jest podgrzewana, para uchodzi do górnej puszki. Kiedy ta para osiągnie wystarczające ciśnienie, wypchnie kołek i szpikulec do grilla. Po zwolnieniu ciśnienia tłok powróci na dno pod wpływem grawitacji. Zmniejsz długość patyczka do grilla na tyle, na ile jest to konieczne, aby zmniejszyć wagę tłoka – im jest lżejszy, tym częściej tłok „unosi się”. Spróbuj zmniejszyć długość szpikulca do grilla do punktu, w którym tłok „porusza się” w stałym tempie.
Możesz przyspieszyć proces palenia, używając suszarki skierowanej przez otwór wentylacyjny
Krok 14. Bądź ostrożny
Nie trzeba dodawać, że samodzielnie wykonany silnik parowy wymaga ostrożnej obsługi i obsługi. Nigdy nie uruchamiaj silnika parowego w pomieszczeniach. Nie umieszczaj go w pobliżu materiałów palnych, takich jak suche liście lub zwisające liście. Pracować tylko na twardych, niepalnych powierzchniach, takich jak beton. Jeśli pracujesz z dziećmi, upewnij się, że cały czas obserwuje je dorosły. Nie pozwalaj dzieciom i młodzieży zbliżać się do silnika, gdy pali się węgiel drzewny. Jeśli nie masz pewności, jak gorący jest silnik, po prostu załóż, że jest zbyt gorący, aby go dotknąć.
Upewnij się również, że para może wydostać się przez górny „kocioł”. Jeśli tłok z jakiegoś powodu utknie, w małej puszce może wzrosnąć ciśnienie. W najgorszym przypadku maszyna parowa może eksplodować i stać się bardzo niebezpieczny.
Porady
Umieść silnik parowy z puszką z napojem w plastikowym naczyniu, z obydwoma wężami skierowanymi do tyłu i do wody, aby stworzyć zabawkę z napędem parowym. Możesz zrobić prosty kształt łodzi z plastikowej butelki po napojach lub butelki na mydło do prania, aby stworzyć „przyjazny dla środowiska” projekt
Ostrzeżenie
- Musisz konserwować urządzenie, gdy nie jest używane, nie kieruj w nikogo końcówki węża, ponieważ gorąca para lub woda mogą powodować pieczenie.
- Nie podłączaj miedzianego węża w żaden inny sposób niż zanurzenie końcówek w wodzie. Chociaż rzadko, nadmierne ciśnienie może spowodować pęknięcie węża i obrażenia.
- Upewnij się, że używasz szczypiec, szczypiec lub rękawic kuchennych do trzymania maszyny podczas jej pracy.
- Nie próbuj budować bardziej skomplikowanego silnika parowego z kotłem, chyba że rozumiesz, jak to działa. Wybuch kotła, nieważne jak mały, może spowodować obrażenia.
