Domáci dvojvalcový parný stroj. Parný stroj s oscilačným valcom od prastarého mladého technika Najjednoduchší parný stroj

Už dlho som chcel napísať svoj vlastný článok do Packflyer a nakoniec som sa k tomu odhodlal.
Jedným z mojich prvých serióznych projektov bola výroba parného stroja, začal som s tým v 12 rokoch a pokračoval som asi 7 rokov, keď som zväčšil nástroje a vyrovnal krivé ruky.

Všetko to začalo videami a článkami o parných strojoch, po ktorých som sa rozhodol, prečo som na tom horšie. Ako si vtedy pamätám, chcel som ho postaviť na výrobu elektriny pre stolnú lampu. Ako sa mi vtedy zdalo, muselo to byť krásne, malé, pracovať na hoblinách ceruzky a stáť na parapete, aby cez vyvŕtanú dieru v okne vypúšťalo horúce plyny na ulicu (na to neprišlo).
V dôsledku toho niektoré z prvých modelov, ktoré boli nakreslené rýchla oprava a stavané pilníkom, kusy dreva, epoxid, klince a vrták boli škaredé a neopracovateľné.

Potom začala séria vylepšení a opráv chýb. Za ten čas som sa musel odskúšať nielen ako zlievarenský robotník, taviť zotrvačník (čo sa neskôr ukázalo ako zbytočné), ale naučiť sa pracovať aj v kresliacich programoch KOMPAS 3D, AutoCAD (čo sa na ústave hodilo) .



Ale akokoľvek som sa snažil, vždy sa niečo pokazilo. Neustále nebolo možné dosiahnuť požadovanú presnosť pri výrobe piestov a valcov, čo viedlo k zaseknutiu alebo zlyhaniu vytvorenia kompresie a motory nefungovali dlho alebo nefungovali vôbec.
Osobitnou výzvou bolo vytvorenie parného kotla pre motor. Svoj prvý kotol som sa rozhodol vyrobiť podľa jednoduchej schémy, ktorú som niekde videl. Bola odobratá obyčajná plechovka s vekom uzavretým na otvorenom konci s hadičkou na motor. Hlavnou nevýhodou kotla bolo, že voda by sa nemala nechať vyvrieť, pretože... Zvýšenie teploty môže spôsobiť roztavenie spájky. A samozrejme, ako sa vždy stáva, počas experimentu sa preťažilo kúrenie, čo viedlo k minivýbuchu a úniku horúcej pary a hrdzavej vody pozdĺž stien a stropu...

Následne sa výroba parného stroja a kotla na niekoľko mesiacov zastavila.

Kúpa hobby stroja môjho otca mi pomohla urobiť významný pokrok pri vytváraní parného stroja. sústruh. Diely išli ako po masle, čo sa týka kvality a rýchlosti výroby, no vzhľadom na to, že od samého začiatku neexistoval jasný plán na stavbu parného stroja, všetko sa v priebehu procesu menilo, čo viedlo k hromadeniu množstva rôznych dielov. ktoré boli z nejakého dôvodu zamietnuté.

A to je len časť toho, čo dnes zostáva.

Aby sa neopakovala smutná situácia prvého kotla, bolo rozhodnuté, že bude super-mega spoľahlivý:

A pre ešte väčšiu bezpečnosť bol nainštalovaný tlakomer

Tento kotol má však nevýhodu: na zahriatie takejto bandury na prevádzkovú teplotu ju musíte ohrievať plynovým horákom asi 20 minút.
Výsledkom bolo, že s krvou a potom nakoniec vyrobili VLASTNÝ parný stroj, ktorý však nešiel na hobliny z ceruzky a nespĺňal úplne počiatočné požiadavky, ale ako sa hovorí: „dá“.

No a video:

Elektráreň na drevo je jedným z alternatívnych spôsobov zásobovania spotrebiteľov elektrickou energiou.

Takéto zariadenie je schopné minimálne náklady získavať elektrickú energiu pre energetické zdroje, a to aj na tých miestach, kde vôbec nie je napájanie.

Elektráreň využívajúca palivové drevo môže byť vynikajúcou voľbou pre majiteľov letných chát a vidieckych domov.

Existujú aj miniatúrne verzie, ktoré sú vhodné pre kutilov dlhé túry a tráviť čas v prírode. Ale najprv to.

Zvláštnosti

Elektráreň na drevo nie je nový vynález, ale moderné technológie umožnilo mierne vylepšiť predtým vyvinuté zariadenia. Okrem toho sa na výrobu elektriny používa niekoľko rôznych technológií.

Okrem toho pojem „spaľovanie dreva“ je trochu nepresný, pretože na prevádzku takejto stanice je vhodné akékoľvek tuhé palivo (drevo, drevná štiepka, palety, uhlie, koks), vo všeobecnosti čokoľvek, čo môže horieť.

Okamžite si všimnime, že palivové drevo, alebo skôr proces jeho spaľovania, pôsobí iba ako zdroj energie, ktorý zabezpečuje fungovanie zariadenia, v ktorom sa vyrába elektrina.

Hlavné výhody takýchto elektrární sú:

• Schopnosť používať širokú škálu tuhých palív a ich dostupnosť;
• Prijímajte elektrinu kdekoľvek;
• Použitie rôznych technológií umožňuje získavať elektrinu s rôznymi parametrami (stačí len na bežné dobíjanie telefónu a až po napájanie priemyselných zariadení);
• Môže fungovať aj ako alternatíva, ak sú bežné výpadky elektriny, ako aj hlavného zdroja elektriny.

Klasická verzia

Ako bolo uvedené, elektráreň spaľujúca drevo využíva na výrobu elektriny niekoľko technológií. Klasickou medzi nimi je parný pohon, alebo jednoducho parný stroj.

Všetko je tu jednoduché - drevo alebo akékoľvek iné palivo pri spaľovaní ohrieva vodu, v dôsledku čoho sa mení na plynné skupenstvo - paru.

Vzniknutá para sa privádza do turbíny generátorového agregátu a vďaka rotácii generátor vyrába elektrinu.

Keďže parný stroj a agregát sú zapojené do jedného uzavretého okruhu, para sa po prechode turbínou ochladí, privedie späť do kotla a celý proces sa opakuje.

Táto schéma elektrárne je jednou z najjednoduchších, ale má množstvo významných nevýhod, z ktorých jednou je nebezpečenstvo výbuchu.

Po prechode vody do plynného skupenstva sa tlak v okruhu výrazne zvýši a ak nie je regulovaný, je vysoká pravdepodobnosť prasknutia potrubí.

A dokonca aj v moderné systémy Používa sa celá súprava tlakových regulačných ventilov, ale chod parného stroja si stále vyžaduje neustále monitorovanie.

Navyše obyčajná voda používaná v tomto motore môže spôsobiť tvorbu vodného kameňa na stenách potrubia, čo znižuje účinnosť stanice (vodný kameň zhoršuje prenos tepla a znižuje priechodnosť potrubí).

Ale teraz je tento problém vyriešený použitím destilovanej vody, kvapalín, vyčistených nečistôt, ktoré sa zrážajú, alebo špeciálnych plynov.

Ale na druhej strane môže táto elektráreň vykonávať inú funkciu - vykurovať miestnosť.

Všetko je tu jednoduché - po splnení svojej funkcie (rotácia turbíny) sa para musí ochladiť, aby sa opäť premenila na kvapalné skupenstvo, čo si vyžaduje chladiaci systém alebo jednoducho radiátor.

A ak umiestnite tento radiátor do interiéru, nakoniec z takejto stanice dostaneme nielen elektrinu, ale aj teplo.

Ďalšie možnosti

Parný stroj je ale len jednou z technológií, ktorá sa používa v elektrárňach na tuhé palivo, a nie je najvhodnejšia na použitie v domácich podmienkach.

Na výrobu elektriny sa tiež používajú:

• Termoelektrické generátory (využívajúce Peltierov princíp);
• Plynové generátory.

Termoelektrické generátory

Stačia elektrárne s generátormi postavenými podľa Peltierovho princípu zaujímavá možnosť.

Fyzik Peltier objavil efekt, ktorý sa scvrkáva na skutočnosť, že keď elektrina prechádza cez vodiče pozostávajúce z dvoch rôznych materiálov, na jednom z kontaktov sa absorbuje teplo a na druhom sa teplo uvoľňuje.

Tento efekt je navyše opačný - ak sa vodič na jednej strane zahrieva a na druhej ochladzuje, bude sa v ňom generovať elektrina.

presne tak spätný efekt používané v elektrárňach spaľujúcich drevo. Pri spaľovaní ohrievajú jednu polovicu platne (ide o termoelektrický generátor), pozostávajúcu z kociek z rôznych kovov, a druhú časť ochladzujú (na čo sa používajú výmenníky tepla), v dôsledku čoho sa objaví elektrina pri svorky dosky.

Ale takýto generátor má niekoľko odtieňov. Jedným z nich je, že parametre uvoľnenej energie priamo závisia od teplotného rozdielu na koncoch platne, preto je na ich vyrovnanie a stabilizáciu potrebné použiť regulátor napätia.

Druhá nuansa je, že uvoľnená energia je len vedľajším účinkom, väčšina energie pri spaľovaní dreva sa jednoducho premení na teplo. Z tohto dôvodu nie je účinnosť tohto typu staníc príliš vysoká.

Výhody elektrární s termoelektrickými generátormi zahŕňajú:

• Dlhá životnosť (žiadne pohyblivé časti);
• Zároveň vzniká nielen energia, ale aj teplo, ktoré sa dá využiť na vykurovanie či varenie;
• Tichá prevádzka.

Elektrárne spaľujúce drevo využívajúce Peltierov princíp sú pomerne bežnou možnosťou a vyrábajú tak prenosné zariadenia, ktoré dokážu uvoľňovať elektrinu len na nabíjanie spotrebičov s nízkou spotrebou energie (telefóny, baterky), ako aj priemyselné, ktoré dokážu napájať výkonné jednotky.

Plynové generátory

Druhým typom sú plynové generátory. Takéto zariadenie je možné použiť v niekoľkých smeroch, vrátane výroby elektriny.

Tu stojí za zmienku, že takýto generátor sám o sebe nemá nič spoločné s elektrickou energiou, pretože jeho hlavnou úlohou je vyrábať horľavý plyn.

Podstatou činnosti takéhoto zariadenia je, že pri oxidácii tuhého paliva (jeho spaľovaní) sa uvoľňujú plyny vrátane horľavých - vodík, metán, CO, ktoré je možné využiť na rôzne účely.

Napríklad takéto generátory sa predtým používali v autách, kde klasické spaľovacie motory perfektne pracovali na vypúšťanom plyne.

Kvôli neustálemu chveniu paliva už niektorí motoristi a motocyklisti začali inštalovať tieto zariadenia na svoje autá.

To znamená, že na získanie elektrárne stačí mať plynový generátor, spaľovací motor a bežný generátor.

Prvý prvok uvoľní plyn, ktorý sa stane palivom pre motor, ktorý bude otáčať rotor generátora, aby vyrábal elektrinu ako výstup.

Výhody elektrární využívajúcich plynové generátory zahŕňajú:

• Spoľahlivosť konštrukcie samotného generátora plynu;
• Výsledný plyn môže byť použitý na prevádzku spaľovacieho motora (ktorý bude poháňať elektrický generátor), plynového kotla, pece;
• V závislosti od použitého spaľovacieho motora a elektrického generátora je možné získavať elektrinu aj na priemyselné účely.

Hlavnou nevýhodou plynového generátora je objemnosť konštrukcie, pretože musí obsahovať kotol, kde prebiehajú všetky procesy výroby plynu, systém jeho chladenia a čistenia.

A ak sa toto zariadenie používa na výrobu elektriny, tak súčasťou stanice musí byť aj spaľovací motor a elektrický generátor.

Zástupcovia továrenských elektrární

Upozorňujeme, že uvedené možnosti - termoelektrický generátor a generátor plynu - sú teraz prioritou, preto sa vyrábajú hotové stanice pre domáce aj priemyselné použitie.

Nižšie uvádzame niekoľko z nich:

• sporák "Indigirka";
• Turistický sporák „BioLite CampStove“;
• Elektráreň "BioKIBOR";
• Elektráreň "Eco" s plynovým generátorom "Cube".

Sporák "Indigirka".

Bežný domáci sporák na tuhé palivo (vyrobený ako kachle Burzhaika), vybavený Peltierovým termoelektrickým generátorom.

Ideálne pre letné chaty a malé domy, pretože je pomerne kompaktné a možno ho prepravovať v aute.

Hlavná energia zo spaľovania dreva sa využíva na vykurovanie, ale dostupný generátor umožňuje získať aj elektrinu s napätím 12 V a výkonom 60 W.

Sporák BioLite CampStove.

Využíva tiež Peltierov princíp, je však ešte kompaktnejší (váži len 1 kg), čo vám umožňuje vziať si ho na pešie výlety, no množstvo energie generovanej generátorom je ešte menšie, ale na nabitie bude stačiť baterku alebo telefón.

Elektráreň "BioKIBOR".

Používa sa aj termoelektrický generátor, ale toto je priemyselná verzia.

Výrobca na požiadanie dokáže vyrobiť zariadenie, ktoré poskytuje výstupnú elektrinu s výkonom od 5 kW do 1 MW. To však ovplyvňuje veľkosť stanice, ako aj množstvo spotrebovaného paliva.

Napríklad zariadenie, ktoré produkuje 100 kW, spotrebuje 200 kg dreva za hodinu.

Ale elektráreň Eco je generátor plynu. Jeho konštrukcia využíva generátor plynu „Cube“, Plynový motor vnútorné spaľovanie a 15 kW elektrický generátor.

Okrem hotových priemyselných riešení si môžete samostatne kúpiť rovnaké termoelektrické generátory Peltier, ale bez kachlí, a použiť ich s akýmkoľvek zdrojom tepla.

Domáce stanice

Mnoho remeselníkov tiež vytvára domáce stanice (zvyčajne založené na generátore plynu), ktoré potom predávajú.

To všetko naznačuje, že môžete nezávisle vyrobiť elektráreň z dostupných materiálov a použiť ju na svoje vlastné účely.

Založené na termoelektrickom generátore.

Prvou možnosťou je elektráreň založená na Peltierovej doske. Hneď si všimnime, že doma vyrobené zariadenie je vhodné len na nabíjanie telefónu, baterky alebo na svietenie LED lampy.

Na výrobu budete potrebovať:

• Kovové telo, ktoré bude hrať úlohu pece;
• Peltierova doska (kupuje sa samostatne);
• Regulátor napätia s inštalovaným výstupom USB;
• Výmenník tepla alebo len ventilátor na chladenie (môžete si vziať počítačový chladič).

Vytvorenie elektrárne je veľmi jednoduché:

1. Vyrábame sporák. Vezmeme kovovú krabicu (napríklad počítačovú skrinku) a rozložíme ju tak, aby rúra nemala dno. V stenách nižšie robíme otvory na prívod vzduchu. V hornej časti môžete nainštalovať rošt, na ktorý môžete umiestniť kanvicu atď.
2. Dosku namontujeme na zadnú stenu;
3. Chladič namontujeme na vrch dosky;
4. Na svorky z platne pripojíme regulátor napätia, z ktorého napájame chladič, a tiež nakreslíme svorky na pripojenie spotrebičov.

Funguje to jednoducho: zapálime drevo a ako sa platňa zahrieva, na jej svorkách sa začne vytvárať elektrina, ktorá bude privádzaná do regulátora napätia. Z nej začne pracovať chladič, ktorý zabezpečí chladenie platne.

Zostáva len pripojiť spotrebiteľov a monitorovať proces spaľovania v kachle (včas pridať palivové drevo).

Na základe generátora plynu.

Druhý spôsob, ako vyrobiť elektráreň, je vyrobiť plynový generátor. Takéto zariadenie je oveľa náročnejšie na výrobu, no energetický výdaj je oveľa väčší.

Na jeho výrobu budete potrebovať:

• Valcová nádoba (napríklad v rozloženom stave plynová fľaša). Bude hrať úlohu kachlí, takže by mali byť k dispozícii poklopy na nakladanie paliva a čistenie tuhých produktov spaľovania, ako aj prívod vzduchu (na zaistenie väčšieho množstva bude potrebný ventilátor na nútené zásobovanie). najlepší proces spaľovanie) a výstup plynu;
• Chladiaci radiátor (môže byť vyrobený vo forme cievky), v ktorom bude ochladzovaný plyn;
• Kontajner na vytvorenie filtra typu „Cyclone“;
• Kontajner na vytvorenie filtra jemné čistenie plyn;
• Benzínová generátorová súprava (ale môžete si vziať akýkoľvek benzínový motor, rovnako ako bežný 220 V asynchrónny elektromotor).

Potom musí byť všetko spojené do jednej štruktúry. Z kotla by mal plyn prúdiť do chladiaceho radiátora a potom do „cyklónu“ a jemného filtra. A až potom sa výsledný plyn dodáva do motora.

Toto je uvedené schému zapojenia výroba plynového generátora. Prevedenie môže byť veľmi odlišné.

Napríklad je možné nainštalovať mechanizmus na nútenú dodávku tuhého paliva z bunkra, ktorý bude mimochodom poháňaný aj generátorom, ako aj všetky druhy ovládacích zariadení.

Pri vytváraní elektrárne založenej na Peltierovom efekte nevzniknú žiadne špeciálne problémy, pretože obvod je jednoduchý. Jediná vec je, že by ste mali prijať určité bezpečnostné opatrenia, pretože oheň v takejto kachle je prakticky otvorený.

Pri vytváraní generátora plynu by sa však malo brať do úvahy veľa nuancií, medzi ktoré patrí zabezpečenie tesnosti všetkých pripojení systému, cez ktorý plyn prechádza.

Aby spaľovací motor fungoval normálne, mali by ste sa postarať o vysokokvalitné čistenie plynu (prítomnosť nečistôt v ňom je neprijateľná).

Plynový generátor je objemný dizajn, takže je potrebné vybrať preň správne miesto, ako aj zabezpečiť normálne vetranie, ak je inštalované v interiéri.

Keďže takéto elektrárne nie sú novinkou a už pomerne dlho ich vyrábajú amatéri, nahromadilo sa o nich množstvo recenzií.

V zásade sú všetky pozitívne. Dokonca aj domáci sporák s Peltierovým prvkom sa s touto úlohou úplne vyrovná. Pokiaľ ide o generátory plynu, jasným príkladom je inštalácia takýchto zariadení aj na moderné autá, čo naznačuje ich účinnosť.

Klady a zápory elektrárne na drevo

Elektráreň spaľujúca drevo je:

• dostupnosť paliva;
• Možnosť získať elektrinu kdekoľvek;

3 / 5 ( 2 hlasy)

V knihe O. Kurtiho „Building Model Ships“, ktorú si môžete stiahnuť v plnom znení tu depositfiles.com/files/3b9jgisv9 je niekoľko zaujímavé kresby stroje na riadenie modelov lodí.
Tu sú:

PARNÝ MOTOR S JEDNOČINNÝM OSCILAČNÝM VALCOM A DOSKA NA ROZVOD PAR (VENTIL OVLÁDANÝ)

Stroje tohto typu sa najčastejšie používajú pri modelovaní lodí (obr. 562, a, b). Časti sú zvyčajne vyrobené z mosadze; valec, aby nebol mazaný, je vyrobený z fosforového bronzu a piest je vyrobený z ocele. Stroj je namontovaný na štvorcový alebo obdĺžnikový základ v závislosti od miesta inštalácie v kryte. Na základ je umiestnený stĺpik v tvare L, ku ktorému je pripevnená doska na rozvod pary s otvormi (okienkami) pre prívod a odvod pary. Tieto okná sú umiestnené pozdĺž oblúka, ktorého dĺžka sa rovná kruhovej dráhe, ktorú prejde výkyvný valec. Valec je vyrobený z kusu mosadznej rúrky a prispájkovaný k základnej doske. V strede dosky a valca je otvor, cez ktorý sa para privádza a uvoľňuje. Svorník v doske, ktorý slúži ako os otáčania valca, má pružinu. Jeho napnutie sa nastavuje maticou, vďaka čomu je možné dosiahnuť dobré priliehanie nosnej dosky k doske na rozvod pary.
Do piestu vyrobeného z okrúhleho kusu bronzu je zaskrutkovaná tyč a pripevnená ku kľuke pomocou skrutky a matice.
Hnací hriadeľ je vyrobený z okrúhlej mosadznej tyče, ktorej konce sú so závitom. Jeden koniec hriadeľa sa zaskrutkuje do kľuky, potom sa hriadeľ prevlečie cez dutú skrutku, ktorá ho podopiera v hrebeni v tvare L, a na druhý koniec sa naskrutkuje zotrvačník.
Parné rúrky na privádzanie a odvádzanie pary sú vyrobené z mosadzných alebo medených rúrok a sú pripevnené k malým armatúram, ktoré sú zase prispájkované k doske na rozvod pary. Časti parného stroja tohto typu majú tieto priemerné rozmery:
valec: vnútorný priemer - 12-15 mm, dĺžka - 30-45 mm;
stojan: výška - 40-60 mm, šírka - 40-50 mm;
zotrvačník: priemer - 35-45 mm, hrúbka - 12-15 mm;
potrubia: 5xb mm (vnútorný a vonkajší priemer).
Na obr. 562, c a d znázorňuje parný stroj podobný opísanému, ale s dvojčinným valcom, takže na doske na rozdeľovanie pary sú vyvŕtané ďalšie dva malé otvory pre vstup a výstup pary a je vyvŕtaný druhý malý otvor. na valci.

Ryža. 562. Parný stroj s kmitavým valcom pre model: a) - konštrukčný výkres; b) – detailné zobrazenie; c) – typ stroja s dvojčinným valcom; d) – základná činnosť stroja s dvojčinným valcom.
1 – základová doska; 2 – stojan; 3 – doska okienok rozvodu pary; 4 – detail upevnenia prívodného a odvodného potrubia; 5 – základná doska upevnenia valca; 6 – valec; 7 – kryt valca; 8 – piest; 9 – tyč; 10 – krvavec; 11 – dutá skrutka; 12 – hnací hriadeľ; 13 – zotrvačník; 14 – pružina s maticou; 15 – rúrka na prívod pary; 16 – trubica na odvod pary; 17 – armatúra na spojenie s prívodným potrubím pary z kotla; 18 – ovládacia skrutka na valci; 19 – výstup pary; 20 – prívod pary.

PARNÝ STROJ S PEVNÝM, JEDNODUCHOČINNÝM VALCOM A PARNÝM DISTRIBÚTOROM

Stroj je navrhnutý tak, aby ho bolo možné inštalovať v horizontálnej aj vertikálnej polohe (obr. 563, a). Valec je namontovaný na základnej doske a je to obdĺžnikový mosadzný blok s priechodnými otvormi pre piest, ako aj pre vstup a výstup pary. V hornej časti valca je parný rozvodný box s cievkou. Bočná strana valca je uzavretá vekom namontovaným na štyroch skrutkách.
Piest je vyrobený z kusu okrúhleho bronzu. Vnútro piestu je duté. Jeden koniec ojnice je spojený s piestom pomocou piestneho čapu a dvoch nosných krúžkov; druhý - s valcovou mosadznou krvavnicou.
Hnací hriadeľ sa otáča v dvoch podporných mosadzných ložiskách, ktoré sú pripevnené k základu pomocou skrutiek. Na hnacom hriadeli je okrem kľuky aj excentr spojený s ojnicou cievky vidlicou a pohyb excentra je fázovo posunutý voči pohybu piestu. Na konci hnacieho hriadeľa je zotrvačník. Urobte cievku tak, ako je znázornené na obr. 563, ľahké.
Vstupné a výstupné potrubie pary je zvyčajne vyrobené z medených alebo mosadzných rúrok.
Priemerné rozmery častí stroja:
valec: dĺžka - 45-55 mm, výška - 35-45 mm, šírka - 35-45 mm;
základová doska: dĺžka - 100-120 mm, šírka - 65-85 mm;
zotrvačník: priemer - 45-50 mm, hrúbka - 12-15 mm.
potrubia: 5x6 mm.
Je ľahké zmeniť smer otáčania parného stroja, stačí použiť spätný ventil (obr. 563, b).

Ryža. 563. Parný stroj s cievkovým rozvádzačom pary: a - konštrukčný výkres; b - spätný ventil na zmenu smeru otáčania stroja; s - detaily.
1 - valec; 2 - kryt valca; 3 - piest; 4 - ojnica; 5 - zotrvačník so spojovacou skrutkou na montáž na hnací hriadeľ; 6 - cylindrický krvný červ; 7 - upevnenie nosného ložiska kľukového hriadeľa; 8 - excentrický; 9 - piestny čap; 10 - parná distribučná komora; 11 - cievka; 12 - olejové tesnenie na utesnenie tyče cievky;
13 - tesniaci krúžok; 14 - tyč cievky; doska pre horizontálne umiestnenie stroja; 15 - hnací hriadeľ; 16 - vidlica na spojenie tyče s excentrom; 17 - základová doska pre horizontálne umiestnenie stroja; 18 - prídavná nosná doska pre vertikálne umiestnenie stroja 19 - prívod pary; 20 - chrbát; 21 - dopredu; 22 - výstup pary.

Parný stroj začal svoju expanziu na úsvite 19. storočia. V tom čase sa už stavali veľké agregáty určené na priemyselné využitie a malé parné stroje, plniace niekedy čisto dekoratívne funkcie. Takéto „hračky“ si kupovali najmä významní šľachtici, ktorí chceli potešiť seba a svoje deti. Keď sa parné jednotky pevnejšie usadili každodenný život, ozdobné parné inštalácie boli použité len v r vzdelávacie inštitúcie ako benefity.

Moderné parné stroje

Začiatkom 20. storočia začala obľuba parných strojov upadať. Britská spoločnosť Mamod zostala jednou z mála spoločností, ktoré pokračovali vo výrobe miniatúrnych parných strojov. Ukážka takejto technológie sa dá kúpiť aj dnes. Náklady na takéto zariadenia však presahujú dvesto libier. Tým, ktorí radi samostatne zostavujú a vyrábajú rôzne mechanizmy, sa určite bude páčiť myšlienka vytvorenia parného stroja alebo iného.

Zostavenie parného stroja je celkom jednoduché. Pod vplyvom ohňa sa kotol s vodou zohreje, voda vplyvom vysokých teplôt prechádza do plynného skupenstva a vytláča piest. Zotrvačník spojený s piestom sa bude otáčať, pokiaľ bude v nádobe voda. Toto je štandardná konštrukcia parného stroja. Je možné vyrábať modely s úplne odlišnými konfiguráciami. Prejdime od teórie k praxi. Tento článok je venovaný metódam výroby parného stroja vlastnými rukami.

Metóda jedna

Začnime s výrobným procesom. jednoduchá možnosť tepelný motor. Na to nepotrebujeme zložité výkresy a špeciálne zručnosti. Takže vezmite jednoduchú hliníkovú plechovku a odrežte jej spodnú tretinu. Výsledné ostré hrany plechovky musia byť ohnuté dovnútra pomocou klieští. Toto sa musí robiť veľmi opatrne, aby ste sa neporezali. Keďže väčšina hliníkových plechoviek má mierne konkávne dno, je potrebné ho vyrovnať. Ak to chcete urobiť, jednoducho pritlačte spodnú časť prstom na tvrdý povrch.

Vo výslednom pohári vo vzdialenosti 1,5 cm od horného okraja musíte urobiť dva otvory oproti sebe. Je potrebné urobiť otvory s priemerom najmenej 3 mm. Na tento účel je ideálny bežný dierovač. Na spodok nádoby umiestnite sviečku. Teraz musíte vziať bežnú potravinovú fóliu, pokrčiť ju a zabaliť náš mini horák. Potom musíte vziať kus dutej medenej rúrky s dĺžkou 15-20 cm. To bude hlavný mechanizmus motora, ktorý uvedie celú konštrukciu do pohybu. Stredná časť rúrky je dvakrát alebo trikrát omotaná okolo ceruzky, aby sa vytvorila špirála.

Ďalej musí byť tento prvok umiestnený tak, aby zakrivená časť bola priamo nad knôtom sviečky. Aby ste to dosiahli, môžete dať rúrke tvar písmena M. Úseky potrubia, ktoré idú nadol, sú vyvedené cez špeciálne vytvorené otvory. V dôsledku toho získame tuhú fixáciu trubice cez knôt. Okraje trubice fungujú ako druh trysiek. Aby sa celá konštrukcia otáčala, musíte ohýbať opačné konce prvku v tvare M v rôznych smeroch v pravom uhle.

Náš parný stroj je pripravený. Na spustenie sa nádoba vloží do nádoby s vodou. Je potrebné, aby okraje trubice boli nad hladinou vody. Ak nie sú dýzy dostatočne dlhé, na dno nádoby je možné umiestniť malé závažie. Pri tom však musíte byť opatrní, inak riskujete potopenie motora. Jeden koniec trubice spustíme do vody a druhým nasávame vzduch a spustíme nádobu do vody. Rúrka sa naplní vodou. Teraz môžete zapáliť poistku. O nejaký čas neskôr sa voda, ktorá je v špirále, zmení na paru, ktorá pod tlakom vyletí z trysiek. Nádoba sa v nádobe začne pomerne rýchlo otáčať.

Metóda dva

Navrhovaný dizajn je o niečo zložitejší ako prvá verzia motora. Najprv na vytvorenie takéhoto zariadenia budeme potrebovať plechovku s farbou. Uistite sa, že je dostatočne čistý. Vo vzdialenosti 2 cm od spodnej časti vystrihnite na stenu obdĺžnik, ktorého rozmery sú 5X15 cm. Dlhá strana obdĺžnika je umiestnená rovnobežne so spodkom.

Z kovovej siete musíte odrezať kus s rozmermi 24 x 12 cm. Z dlhej strany kusu meriame 6 cm. V dôsledku toho by sme mali dostať malý plošinový stôl s nohami dlhými 6 cm Výsledná konštrukcia musí byť inštalovaná na dne nádoby. Po celom obvode veka je vytvorených niekoľko otvorov. Musia byť umiestnené v tvare polkruhu iba pozdĺž jednej polovice veka. Je to potrebné na zabezpečenie vetrania: parný stroj nebude fungovať, ak k zdroju ohňa nie je prístup vzduchu.

Na vytvorenie hlavného prvku motora potrebujeme medenú rúrku. Zahneme do tvaru špirály. Od jedného konca rúrky ustúpime o 30 cm Z tohto bodu urobíme päť závitov špirály, pričom priemer každej otáčky by mal byť 12 cm je 8 cm.

Na opačnom konci tuby by malo zostať asi 20 cm Obidva konce tuby prevlečte cez vetracie otvory vytvorené vo veku dózy. Uhlie je umiestnené na predinštalovanej plošine. Špirála by mala byť umiestnená priamo nad plošinou. Uhlie musí byť medzi závitmi špirály rozložené opatrne. Teraz môžete nádobu zavrieť. V dôsledku toho sme dostali ohnisko, ktoré bude poháňať náš parný stroj.

Parné lokomotívy alebo automobily Stanley Steamer často prichádzajú na myseľ, keď sa povie „parné stroje“, ale použitie týchto mechanizmov sa neobmedzuje len na dopravu. Parné stroje, ktoré boli prvýkrát vytvorené v primitívnej forme asi pred dvoma tisícročiami, sa za posledné tri storočia stali najväčšími zdrojmi elektrickej energie a dnes parné turbíny vyrábajú asi 80 percent svetovej elektriny. Aby ste lepšie pochopili povahu fyzikálnych síl, na ktoré takýto mechanizmus funguje, odporúčame vám vyrobiť si vlastný parný stroj z obyčajných materiálov pomocou jednej z tu navrhovaných metód! Ak chcete začať, prejdite na krok 1.

Kroky

Parný stroj vyrobený z plechovky (pre deti)

Odrežte spodok hliníkovej plechovky na 6,35 cm. Pomocou nožníc na plech odrežte dno hliníkovej plechovky rovno asi do tretiny výšky.

Ohnite a stlačte okraj pomocou klieští. Aby ste sa vyhli ostrým okrajom, ohnite okraj nádoby dovnútra. Pri vykonávaní tohto úkonu dávajte pozor, aby ste sa nezranili.

Zatlačte na dno nádoby zvnútra, aby bola plochá. Väčšina hliníkových nápojových plechoviek bude mať okrúhlu základňu, ktorá sa ohýba dovnútra. Zarovnajte spodnú časť stlačením prstom alebo pomocou malého skla s plochým dnom.

Vytvorte dva otvory na opačných stranách nádoby, 1/2 palca od vrchu. Na dierovanie je vhodný ako papierový dierovač, tak aj klinec a kladivo. Budete potrebovať otvory, ktoré majú priemer len niečo málo cez tri milimetre.

Do stredu nádoby umiestnite malú čajovú sviečku. Zmačkajte fóliu a umiestnite ju pod sviečku a okolo nej, aby držala na mieste. Takéto sviečky sa zvyčajne dodávajú v špeciálnych stojanoch, takže vosk by sa nemal topiť a vytekať do hliníkovej nádoby.

Stredovú časť medenej rúrky dlhej 15-20 cm omotajte okolo ceruzky 2 alebo 3 otáčkami, aby ste vytvorili zvitok. Rúrka s priemerom 3 mm by sa mala okolo ceruzky ľahko ohýbať. Budete potrebovať dostatočne zakrivené hadičky, ktoré presahujú cez vrch nádoby, plus navyše 5 cm rovnej rúrky na každej strane.

Vložte konce rúrok do otvorov v nádobe. Stred cievky by mal byť umiestnený nad knôtom sviečky. Je žiaduce, aby rovné časti rúrky na oboch stranách mohli mať rovnakú dĺžku.

Ohnite konce rúrok pomocou klieští, aby ste vytvorili pravý uhol. Ohnite rovné časti trubice tak, aby smerovali v opačných smeroch z rôznych strán plechovky. Potom znova ohnite ich tak, aby padali pod dno nádoby. Keď je všetko pripravené, mali by ste získať nasledovné: hadovitá časť trubice je umiestnená v strede nádoby nad sviečkou a mení sa na dve naklonené „trysky“, ktoré sa pozerajú v opačných smeroch na oboch stranách nádoby.

Nádobu umiestnite do misky s vodou, aby sa konce skúmavky ponorili. Vaša „loď“ musí zostať bezpečne na hladine. Ak konce trubice nie sú dostatočne ponorené, skúste nádobu trochu poťažkať, ale dávajte pozor, aby ste ju neutopili.

Naplňte trubicu vodou. Najviac jednoduchým spôsobom ponorí jeden koniec do vody a ťahá z druhého konca ako cez slamku. Môžete tiež prstom zablokovať jeden vývod z trubice a druhý umiestniť pod tečúcu vodu z kohútika.

Zapáľte sviečku. Po chvíli sa voda v skúmavke zahreje a vrie. Keď sa premení na paru, bude vychádzať cez „dýzy“, čo spôsobí, že sa celá plechovka bude v miske otáčať.

Parný stroj v plechovke na farbu (dospelí)

1. Vyrežte obdĺžnikový otvor blízko základne 4-litrovej plechovky s farbou. Vytvorte vodorovný obdĺžnikový otvor s rozmermi 15 cm x 5 cm na boku nádoby blízko základne.

   • Musíte sa uistiť, že táto plechovka (a tá druhá, ktorú používate) obsahovala iba latexovú farbu a pred použitím ju dôkladne umyte mydlovou vodou.

2. Odstrihnite pás drôteného pletiva 12 x 24 cm. Ohnite 6 cm pozdĺž každého okraja pod uhlom 90 o. Skončíte so štvorcovou „plochou“ s rozmermi 12 x 12 cm s dvoma 6 cm „nohami“ Vložte ju do nádoby „nohami“ nadol a zarovnajte ju s okrajmi vyrezaného otvoru.

   Po obvode veka urobte polkruh otvorov. Následne budete spaľovať uhlie v plechovke, aby ste poskytli teplo parnému stroju. Ak je nedostatok kyslíka, uhlie bude horieť zle. Aby ste zabezpečili správne vetranie v nádobe, vyvŕtajte alebo vyrazte niekoľko otvorov vo veku, ktoré tvoria polkruh pozdĺž okrajov.

   • V ideálnom prípade by mal byť priemer vetracích otvorov asi 1 cm.

3. Vytvorte cievku z medenej rúrky. Vezmite asi 6 m mäkkej medenej rúrky s priemerom 6 mm a odmerajte 30 cm od jedného konca. Od tohto bodu urobte päť závitov s priemerom 12 cm 8 cm by vám malo zostať asi 20 cm.

   Pretiahnite oba konce cievky cez vetracie otvory vo veku. Ohnite oba konce zvitku tak, aby smerovali nahor, a oba prevlečte jedným z otvorov vo veku. Ak potrubie nie je dostatočne dlhé, budete musieť mierne ohnúť jeden zo závitov.

   Vložte cievku a drevené uhlie do nádoby. Umiestnite cievku na sieťovú platformu. Vyplňte priestor okolo a vo vnútri cievky dreveným uhlím. Pevne zatvorte veko.

   Vyvŕtajte otvory pre rúrku v menšej nádobe. Do stredu veka litrovej nádoby vyvŕtajte otvor s priemerom 1 cm Na bočnej strane nádoby vyvŕtajte dva otvory s priemerom 1 cm – jeden v blízkosti dna nádoby a druhý nad ňou. blízko veka.

   Vložte utesnenú plastovú trubicu do bočných otvorov menšej nádoby. Pomocou koncov medenej rúrky vytvorte otvory v strede dvoch zástrčiek. Vložte tvrdú plastovú trubicu dlhú 25 cm do jednej zástrčky a tú istú trubicu dlhú 10 cm do druhej zástrčky. Mali by pevne sedieť v zástrčkách a trochu sa pozerať von. Vložte zátku s dlhšou trubičkou do spodného otvoru menšej nádoby a zátku s kratšou trubičkou do horného otvoru. Zaistite rúrky v každej zátke pomocou svoriek.

   Pripojte skúmavku z väčšej nádoby k skúmavke z menšej nádoby. Umiestnite menšiu plechovku nad väčšiu tak, aby hadička a zátka smerovali preč od vetracích otvorov väčšej plechovky. Pomocou kovovej pásky pripevnite rúrku od spodnej zátky k rúrke vychádzajúcej zo spodnej časti medenej cievky. Potom podobne zaistite rúrku z hornej zátky tak, aby rúrka vychádzala z hornej časti cievky.

   Vložiť medená rúrka do spojovacej skrinky. Pomocou kladiva a skrutkovača odstráňte strednú časť okrúhlej kovovej elektrickej skrinky. Zaistite svorku elektrického kábla poistným krúžkom. Vložte 15 cm medenú hadičku s priemerom 1,3 cm do káblovej svorky tak, aby hadička siahala niekoľko centimetrov pod otvor v krabici. Okraje tohto konca ohnite dovnútra pomocou kladiva. Vložte tento koniec trubice do otvoru vo veku menšej nádoby.

   Vložte špíz do hmoždinky. Vezmite obyčajný drevený grilovací špíz a vložte ho do jedného konca dutej drevenej hmoždinky s dĺžkou 1,5 cm a priemerom 0,95 cm Vložte hmoždinku a špíz do medenej rúrky vo vnútri kovovej spojovacej skrinky tak, aby špíz smeroval nahor.

   • Kým náš motor beží, špíz a hmoždinka budú pôsobiť ako „piest“. Aby boli pohyby piestu lepšie viditeľné, môžete naň pripevniť malú papierovú „vlajku“.

4. Pripravte motor na prevádzku. Odstráňte spojovaciu skrinku z menšej hornej nádoby a naplňte hornú nádobu vodou, pričom ju nechajte naliať do medenej špirály, kým nádoba nebude do 2/3 plná vody. Skontrolujte netesnosti na všetkých spojoch. Pevne zaistite viečka pohárov poklepaním kladivom. Znova nainštalujte spojovaciu skrinku na miesto nad menšou hornou plechovkou.

5. Naštartujte motor! Pomačkajte kúsky novín a umiestnite ich do priestoru pod obrazovkou v spodnej časti motora. Keď je uhlie zapálené, nechajte ho horieť asi 20-30 minút. Keď sa voda v špirále zohreje, para sa začne hromadiť v hornej nádobe. Keď para dosiahne dostatočný tlak, zatlačí hmoždinku a špíz nahor. Po uvoľnení tlaku sa piest pod vplyvom gravitácie bude pohybovať smerom nadol. Ak je to potrebné, odrežte časť špajle, aby ste znížili hmotnosť piestu - čím je ľahší, tým častejšie bude „plávať“. Pokúste sa vyrobiť špíz takej hmotnosti, aby sa piest „pohyboval“ konštantným tempom.

   • Proces spaľovania môžete urýchliť zvýšením prietoku vzduchu do prieduchov pomocou fénu.

6. Zostať v bezpečí. Sme presvedčení, že je samozrejmé, že pri práci a manipulácii s podomácky vyrobeným parným strojom je potrebné dávať pozor. Nikdy ho nespúšťajte v interiéri. Nikdy ho nespúšťajte v blízkosti horľavých materiálov, ako sú suché lístie alebo prevísajúce konáre stromov. Motor používajte iba na pevnom, nehorľavom povrchu, ako je betón. Ak pracujete s deťmi alebo tínedžermi, nemali by ste ich nechať bez dozoru. Deťom a mladistvým je zakázané približovať sa k motoru, keď v ňom horí drevené uhlie. Ak nepoznáte teplotu motora, predpokladajte, že je príliš horúci na dotyk.

   • Uistite sa, že para môže unikať z horného „kotla“. Ak sa piest z akéhokoľvek dôvodu zasekne, vo vnútri menšej plechovky sa môže vytvoriť tlak. V najhoršom prípade by banka mohla vybuchnúť, čo Veľmi nebezpečné.
• Umiestnite parný stroj do plastovej loďky a ponorte oba konce do vody, aby ste vytvorili parnú hračku. Môžete si vystrihnúť jednoduchý tvar lodičky plastová fľaša sóda alebo bielidlo, aby bola vaša hračka šetrnejšia k životnému prostrediu.