Фраза «паровой двигатель» часто напоминает паровой двигатель локомотива или автомобиля Stanley Steamer, но у этих машин есть гораздо больше применений, чем просто транспортировка. Паровой двигатель, который был впервые изобретен в своей базовой форме около двух тысячелетий назад, стал основным источником энергии за последние три столетия, при этом паровые турбины в настоящее время производят 80% мировой электроэнергии или больше. Чтобы больше узнать о физических силах, действующих в паровом двигателе, создайте свой собственный паровой двигатель из материалов, которые есть у вас дома, используя один из методов, описанных в этой статье! См. Шаг 1 ниже, чтобы начать работу.
Шаг
Метод 1 из 2: изготовление паровоза из банки из-под газировки (для детей)
Шаг 1. Отрежьте алюминиевую банку примерно на 6,35 см
Используйте ножницы для свинца или большие ножницы, чтобы сделать аккуратные горизонтальные надрезы примерно на 1/3 снизу банки.
Шаг 2. Согните и прижмите плоскогубцами по периметру детали
Согните слегка обрезанный край жести внутрь, чтобы края не были острыми. Будьте осторожны, чтобы не пораниться при этом.
Шаг 3. Надавите на дно банки изнутри, чтобы разгладить его
Большинство банок с газировкой имеют круглое основание, которое изгибается внутрь банки. Вытолкните изгиб дна банки, расплющив его пальцем или используя дно небольшого стакана или банки, чтобы разгладить его.
Шаг 4. Проделайте в банке два отверстия в противоположных направлениях на расстоянии 1,3 см от верха
Для этого можно использовать дырокол или пробить дырку гвоздем и молотком. Вам потребуется отверстие диаметром более 3,2 мм.
Шаг 5. Поместите чайную свечу в центр банки
Сожмите фольгу и поместите ее под свечу и вокруг нее, чтобы воск удерживался на месте. В чайных свечах есть небольшие жестяные емкости, поэтому воск не растает и не растечется по алюминиевой банке.
Шаг 6. Два-три раза сверните карандашом центр медного шланга длиной 15, 3-20, 3 см, чтобы получился виток
Шланг диаметром 1/8 дюйма легко перекатывается по карандашу. Вам понадобится достаточно спирального шланга, чтобы пройти через два отверстия в верхней части банки, а также около 5 дюймов (5,1 см) прямого шланга с каждой стороны.
Шаг 7. Проденьте оба конца шланга через отверстия в банке
Расположите так, чтобы катушка находилась на фитиле свечи. Убедитесь, что длина прямого шланга, выходящего с каждой стороны банки, одинакова.
Шаг 8. Согните оба конца шланга плоскогубцами, чтобы получился угол 90 градусов
Согните прямой отрезок шланга так, чтобы он проходил в противоположных направлениях с каждой стороны банки. Затем снова согните его так, чтобы они касались дна банки. В таком случае спиральная часть шланга должна находиться в середине свечи, а шланги с обеих сторон банки должны быть направлены вниз.
Шаг 9. Поместите баллончик в таз с водой так, чтобы оба конца шланга были погружены в воду
Ваш «корабль» должен комфортно плавать. Если конец шланга не касается воды, добавьте немного груза, чтобы банка была ниже под водой, но будьте осторожны, чтобы не утонуть.
Шаг 10. Наполните шланг водой
Самый простой способ сделать это - опустить один конец шланга в воду и сосать другой конец так, чтобы вода протекала через шланг. Другой способ - зажать пальцем одно отверстие для шланга и налить воду из крана до открытого конца.
Шаг 11. Зажгите свечу
Со временем вода в шланге нагреется и закипит. Когда вода превращается в пар, два открытых конца шланга становятся подобны «реактивному двигателю», заставляя банку вращаться в бассейне.
Метод 2 из 2: изготовление паровоза из баллончика с краской (для взрослых)
Шаг 1. Проделайте прямоугольное отверстие возле дна галлоновой банки с краской
На боковой стороне банки возле дна по горизонтали отметьте прямоугольник размером 1 x 5 см.
Обратите внимание, что для этих банок с краской (и любых используемых банок) вы должны убедиться, что только банки с краской когда-либо содержали латексную краску, и их необходимо тщательно промыть водой с мылом перед использованием
Шаг 2. Вырежьте алюминиевую сетку 12 х 24 см
Согните по 6 см сетки с обеих сторон 24-см секции так, чтобы получился угол 90.о. Это создаст квадратную «платформу» 12 х 12 см с «ножками» 6 см. Поместите эту сетку в банку с краской, расположив «ножки» вниз, параллельно краям проделанного вами отверстия.
Шаг 3. Проделайте вентиляционные отверстия в полукруге крышки банки
Позже вы будете сжигать древесный уголь в этой банке, чтобы привести в действие свой паровой двигатель. Если древесный уголь не имеет стабильного поступления кислорода, он не будет гореть должным образом. Сделайте вентиляционные отверстия, проделав отверстия вокруг крышки банки с полукруглыми отверстиями.
Эти вентиляционные отверстия должны быть около 1 см в диаметре
Шаг 4. Сделайте моток медного шланга, возьмите мягкий медный шланг диаметром 0,6 см и длиной 6 метров и отмерьте 30 см от конца
С этого момента сверните шланг в пять бухт диаметром 12 см. Остальные скатайте в 15 бухт диаметром 8 см. У вас останется около 20 см.
Шаг 5. Проденьте оба конца шланга через вентиляционные отверстия в крышке банки
Согните два конца шланга так, чтобы они оба были обращены вверх, и вставьте каждый конец шланга в вентиляционное отверстие на крышке банки до тех пор, пока конец не выйдет наружу. Если длина шланга недостаточна, возможно, вам придется снять одну из катушек.
Шаг 6. Поместите рулоны и уголь в банку
Положите рулон на сетчатый коврик. Заполните пространство вокруг и внутри рулона брикетами из древесного угля. Плотно закрыть банку.
Шаг 7. Просверлите отверстие для шланга в меньшей банке с краской
В центре крышки четвертьгаллонной банки просверлите отверстие диаметром 1 см. По бокам банки просверлите еще два отверстия диаметром 1 см - одно около дна и одно вверху около крышки.
Шаг 8. Вставьте пробковый пластиковый шланг в стенку маленькой банки
Используйте конец медного шланга, чтобы проделать отверстие в середине двух пробок. Вставьте жесткий пластиковый шланг длиной 25 см в одну пробку и на 10 см в другую так, чтобы он плотно прилегал к другому концу пробки и слегка выходил из нее. Вставьте пробку с более длинным шлангом в нижнее отверстие маленькой банки, а пробку с более коротким шлангом - в верхнее отверстие. Затяните шланги на обеих пробках с помощью хомутов.
Шаг 9. Подсоедините большой луженый медный шланг к маленькому луженому пластиковому шлангу
Поместите маленькую банку сверху большой банки с пробковым шлангом в направлении, противоположном вентиляционному отверстию на половине крышки большой банки. Используйте алюминиевую ленту, чтобы прикрепить нижний конец пластикового шланга к медному шлангу, который выходит из вентиляционного отверстия большой жестяной коробки. Затем таким же образом прикрепите пробковый пластиковый шланг в верхней части маленькой банки к медному шлангу, который выходит из большой банки.
Шаг 10. Вставьте медную трубу в распределительную коробку
Используйте молоток и отвертку, чтобы пробить отверстия в центре металлической распределительной коробки. Возьмите зажим для шнура питания, который находится в распределительной коробке. Пропустите 15 см медной трубы диаметром 1,3 см через взятый кабельный зажим, затяните кабельный зажим, который был продет к медной трубе за пределами распределительной коробки, так, чтобы труба застряла на несколько сантиметров над распределительной коробкой. Ударьте молотком по углублению на конце трубы вниз, чтобы сузить отверстие. Проденьте конец трубки с узкой полостью через крышку маленькой банки.
Шаг 11. Вставьте шампур для барбекю в деревянный дюбель
Возьмите стандартный шампур для барбекю и вставьте его в полый деревянный стержень для дюбеля длиной 1,5 см и диаметром 0,95 см. Вставьте дюбель и шпажку для барбекю в медную трубку в распределительной коробке так, чтобы шпажка для барбекю была обращена вверх.
При работающем двигателе палки для барбекю и дюбели станут «поршнями». Чтобы движение поршня было хорошо видно, вам, возможно, придется наклеить бумажный «флаг» на шпажку для барбекю
Шаг 12. Подготовьте машину к работе
Сначала снимите распределительную коробку поршня с верхней части маленькой банки и наполните маленькую банку водой, позволяя ей течь по направлению к медным змеевикам, пока вода не заполнит 2/3 маленькой банки. Проверьте все разъемы на герметичность и убедитесь, что все соединения затянуты. Закрепите крышки двух банок молотком. Верните распределительную коробку в точку на маленьком жестяном мешочке.
Шаг 13. Запустите двигатель
Скомкайте старые рулоны газет и поместите их в покрытое алюминиевой сеткой пространство в нижней части машины. Когда уголь подгорит, дайте брикетам прогореть около 20-30 минут. Пока вода в рулоне нагревается, пар будет выходить в верхнюю банку. Когда этот пар достигает достаточного давления, он толкает дюбель и шпажку для барбекю вверх. После сброса давления поршень под действием силы тяжести вернется на дно. Уменьшите длину вертела барбекю настолько, насколько это необходимо, чтобы уменьшить вес поршня - чем он легче, тем чаще поршень «поднимается вверх». Попробуйте уменьшить длину вертела для барбекю до точки, при которой поршень будет «двигаться» с постоянной скоростью.
Вы можете ускорить процесс горения, направив фен через вентиляционное отверстие
Шаг 14. Будьте осторожны
Само собой разумеется, что самодельная паровая машина требует бережного обращения и эксплуатации. Никогда не запускайте паровой двигатель в помещении. Не размещайте его рядом с горючими материалами, такими как сухие или свисающие листья. Работайте только на твердых негорючих поверхностях, например, на бетоне. Если вы работаете с детьми, убедитесь, что за ними постоянно наблюдает взрослый. Не позволяйте детям или подросткам приближаться к двигателю, пока горит древесный уголь. Если вы не уверены, насколько горячий двигатель, просто предположите, что он слишком горячий, чтобы дотронуться до него.
Также убедитесь, что пар может выходить через верхний «бойлер». Если поршень по какой-то причине застрял, в небольшой емкости может повыситься давление. В худшем случае паровой двигатель может взорваться и стать очень опасный.
подсказки
Поместите паровой двигатель из банки из-под газировки в пластиковый сосуд так, чтобы оба шланга были обращены назад и в воду, чтобы получилась паровая игрушка. Вы можете сделать простую форму лодочки из пластиковой бутылки из-под газировки или хозяйственного мыла для «экологичного» проекта
Предупреждение
- Вы должны обслуживать машину, когда она не используется, не направляйте конец шланга на кого-либо, так как горячий пар или вода могут вызвать ощущение жжения.
- Не затыкайте медный шланг каким-либо другим способом, кроме погружения концов в воду. В редких случаях чрезмерное давление может привести к разрыву шланга и травмам.
- Обязательно используйте щипцы, плоскогубцы или рукавицы для духовки, чтобы удерживать машину во время ее работы.
- Не пытайтесь построить более сложный паровой двигатель с котлом, если не понимаете, как он работает. Взрыв котла, даже небольшой, может привести к травмам.
