Motoare cu aburi motoare pe apă cu aburi. Tverskoy motor cu abur rotativ - motor cu abur rotativ

Pentru prima dată informațiile despre acest motor au apărut pe site-urile de noutăți științifice ale lumii în urmă cu 15 ani. Aspect mișto, dar ... Și ce, de fapt, revoluționar? Principiul transformării mișcării pistonului în mișcare de rotație este echivalent cu un motor cu piston standard, în care mai mulți pistoni rotesc un disc teșit. Și supapa rotativă utilizată pentru distribuția aburului este, de asemenea, utilizată pe scară largă în pneumatice și este structural inferioară supapei clasice de tip cutie a motoarelor cu abur. În acest sens, etanșeitatea scade odată cu uzura, dar în cea asemănătoare cutiei nu.
Ce alte avantaje are acest sistem? O bucată de cablu flexibil limitează puterea reală a acestei unități la nivelul de zeci de wați sau fracțiuni de gram pe metru, dacă îl luăm în termeni de cuplu.

În ceea ce privește motoarele - „utilizatorii” de căldură reziduală rămasă în evacuare, lichid de răcire și alte „produse reziduale” ale motoarelor termice mai puternice, atunci Stirling este dincolo de concurență. S. la. capabil să lucreze la diferențe de temperatură mai mici de 100 de grade.
Ei bine, este în discuție și aplicația pentru compactitate inovatoare. O mașină cu abur cu schema clasică și un volum de lucru egal va avea aproximativ aceleași dimensiuni ca și cea verde.

Există mașini cu aburi foarte interesante care pot fi instalate pe mașini și au o eficiență ridicată. Aceste motoare cu aburi dezvoltă o putere foarte mare a motorului pe combustibil ieftin: turbă, cărbune, pelete de lemn. O astfel de mașină cu aburi poate fi instalată pe o mașină - și veți avea propria mașină cu abur pe lemne. Și puteți obține energie electrică ieftină.

În ultimii ani, a apărut o nouă direcție în modelare. Ideologul său a fost animatorul Yi-Wei Huang, căruia, evident, i-a plăcut ideea de a anima personaje de desene animate fără ajutorul graficii pe computer. Punctul culminant constă în faptul că în „jucăriile” sale nu folosește baterii reîncărcabile, ci motoare cu aburi miniaturale, pe care le face cu propriile mâini. I-Wei își inspiră din direcția științifico-fantastică numită „steampunk”, sau „steampunk”. „Steampunk” este o alternativă la „cyberpunk”, care s-a caracterizat prin computerizarea totală, care s-a dezvoltat la începutul diabetului.

La rândul său, steampunk-ul se bazează pe istoria Angliei victoriene cu mașinile sale uriașe de tunete și hohote, funingine și putere. Motivele Steampunk apar într-o mare varietate de opere de artă modernă și faptul că au ajuns la modelare nu este surprinzător. Acum, personajele de desene animate vor găsi o viață nouă, deși pe o scară de jucărie. Prima „jucărie” pe care I-Wei a adunat-o în 2005. De atunci, el a asamblat o medie de un mecanism pe lună cu propriile sale mâini. O mare parte din acest timp este petrecut pentru a adăuga eleganță modelelor echipate cu rezervoare voluminoase și cazane cu abur. Aici a venit la îndemână talentul său de animație.

O altă confirmare a acestora au fost câteva locuri premiate la festivalul „RoboGames-2006”. Oricât de blasfemie ar părea sufletului rus, creierii lui I-Vey lucrează cu alcool. Și, deși aceasta nu este singura opțiune, el consideră că acest combustibil este optim pentru roboții săi. În funcție de model, durata lor de funcționare variază de la cinci minute la jumătate de oră.

Cu toate acestea, el nu a abandonat complet bateriile, deși energia lor este cheltuită exclusiv pentru organizarea sistemului de control radio. Dar este puțin probabil ca jucăriile sale să apară în curând pe rafturile magazinelor, deoarece conținutul lor implică cerințe speciale de siguranță care trebuie să fie adecvate mecanismelor care funcționează pe alcool și sub o presiune suficient de mare.

Eficiența motorului cu abur

Lemnul de foc este secolul trecut. Pe plan intern, acest fir se află în secțiunea de modelare și sunt discutate construcții unice pentru utilizare reală. Mi se pare că o feribotă bazată pe acest principiu este foarte interesantă. La dacha, de exemplu, este așezată o pâine UAZ, în interior are un rezervor termoizolat cu abur la 250 de grade, pe acoperișul tuburilor sub sticlă, conectate la acest rezervor, sunt încălzite de soare. În timpul săptămânii stă doar la soare, în weekendul în care ai ajuns și poți conduce 10 kilometri. Ce crezi, cât de comparabil este cu opțiunea de panouri solare + baterie?

Fondată în 1890 în orașul Hamburg ca o companie de inginerie maritimă, Spilling și-a construit întotdeauna afacerea pe o bază inovatoare și este acum un brand global pentru producția și furnizarea de unități modulare, cu o capacitate unitară de 100 - 5000 kW pentru o eficiență eficientă utilizarea în sistemele de alimentare descentralizate. Cel mai unic produs al acestei companii este motoarele cu aburi.

Mașinile cu aburi vărsate sunt unice în lume!

Motorul cu aburi combină avantajele caracteristicilor termodinamice ale unui motor cu abur alternativ cu caracteristicile de design ale motoarelor diesel moderne. Designul său unic asigură o fiabilitate ridicată atunci când este utilizat ca acționare pentru un generator electric și sub sarcină electrică variabilă și schimbând consumul de abur.

Avantajul acestei surse de energie pentru sistemele locale de energie compacte în comparație cu opțiunea cu o turbină cu abur este ușurința de funcționare și costul redus al motorului cu aburi. Acest lucru îl face ideal pentru utilizare în camerele de cazane cu abur mici sau medii, inclusiv:

• Centrale electrice care produc electricitate din biocombustibili, capacitate de la 2 MW în termeni de combustibil
• Unități pentru utilizarea aburului de evacuare cu un debit de 2,5 t / h
• Instalații de incinerare a deșeurilor.

Motorul cu aburi Spilling este ideal în combinație cu cazane de abur saturate, precum și cu generatoare de abur cu presiune medie. În același timp, designul modular al motorului alternativ oferă flexibilitate la modernizarea camerei centrale pentru o gamă largă de cerințe ale clienților.

Acest lucru este deosebit de important atunci când reconstruiți cazanele cu abur pentru a crește eficiența acestuia și a produce propria electricitate.

În centralele electrice de putere mică și medie, care sunt adesea numite mini-cogenerare, VARSAREA ca motor pentru acționarea unui generator electric sau a echipamentelor tehnologice în comparație cu o turbină cu abur cu putere comparabilă și parametri de abur se caracterizează prin următoarele calități pozitive:

• gama dinamică largă de control al puterii;
• insensibilitate practică la calitatea aburului;
• posibilitatea acționării directe a unui generator electric sau a unui echipament tehnologic fără transmisii mecanice intermediare;
• fiabilitate operațională ridicată și necesitatea unei infrastructuri tehnice minime necesare pentru întreținere;
• un sistem de lubrifiere care exclude pătrunderea uleiului în abur.

Motorul cu aburi SPILLING este furnizat cu un generator electric ca unitate gata de funcționare, incluzând un panou de control automat cu logică de program și un panou de comandă.

Date tehnice ale motorului cu aburi

British Steam Car Challenge este o echipă entuziastă de curse, entuziaști și pasionați, care construiește Inspiration de ani de zile pentru a bate recordul de viteză pentru mașinile cu abur. Recordul de viteză pentru mașinile cu aburi se deține din 1906. Apoi, în Statele Unite, pilotul Fred Marriott a atins o viteză de 205,44 kilometri pe oră într-o mașină cu aburi construită de frații Stanley.

Acum, recordul ar putea fi doborât pe măsură ce vehiculul va fi supus celui mai recent program de testare dinamic, programat pentru sfârșitul lunii martie 2009, în terenul Departamentului Apărării de lângă Chichester, West Sussex. Acesta va fi ultimul test al vehiculului din Marea Britanie înainte de a-l transporta în SUA, în încercarea de a stabili un record mondial de viteză pentru un vehicul terestru cu abur.

La un moment dat, proiectantul șef al echipei, Glynn Bowsher, s-a confruntat cu o sarcină dificilă, deoarece nu este ușor să obții o putere mare de la un motor cu aburi cu o dimensiune și o greutate reduse a instalației. S-a planificat ca fabrica de abur Bowcher să dezvolte până la 300 de cai putere pe arbore la o viteză a turbinei de 12 mii pe minut și să se încadreze și în corpul îngust și scăzut al Inspirației. Apropo, lungimea sa este de 5,25 metri; lățime - 1,7 metri; înălțime - 1,1 metri.

Combustibilul este propan lichefiat. Patru generatoare de abur sunt amplasate în spatele șoferului. Fiecare generator de abur are 28 de tuburi orizontale subțiri din oțel inoxidabil rezistent la căldură. Ei ocupă volumul principal din interiorul mașinii și alimentează motorul cu abur cu aproximativ 10 kilograme de abur pe minut. Presiunea și temperatura aburului sunt de aproximativ 40 de atmosfere și peste 380 de grade Celsius. Fiecare generator de abur poate fi controlat separat, ceea ce crește fiabilitatea sistemului. Aburul este direcționat prin patru duze către o turbină cu abur în două trepte, care rotește roțile din spate ale mașinii printr-un reductor. Diametrul turbinei este de 33 de centimetri.

Inginerii consideră că mașina va putea accelera la 320 de kilometri pe oră, dar dacă ținem cont de coeficientul scăzut de raționalizare al caroseriei - doar 0,2, atunci viteza poate fi mai mare.

Principalul și foarte valoros avantaj al motoarelor cu aburi de astăzi este conținutul scăzut de dioxid de carbon și oxizi de azot din evacuarea motoarelor cu aburi, mai ales dacă acestea folosesc gaze precum Inspiration.

Pasionații britanici speră că nu numai că pot depăși recordul de viteză pentru mașinile cu aburi, ci și să aducă conștientizarea publicului în verdele mașinilor cu aburi.

Surse: steampunker.ru, diy.infcat.ru, www.chipmaker.ru, www.hansaenergo.ru, techvesti.ru

Secretele nespuse

Masoni, cine sunt ei?

Cine a vândut Alaska?

Zeul Quetzalcoatl este un șarpe cu pene. Templul din Quetzalcoatl

7 Minuni ale lumii lumii moderne

Poate că nu există o astfel de persoană care să nu fi auzit niciodată de piramidele egiptene, Colosul din Rodos, Grădinile suspendate din Babilon sau Templul Artemis din ...

Metrou guvernamental la Moscova

Arhitectul olandez Rainier de Graaf a propus declasificarea sucursalei presupuse existente a guvernului Metro-2. După cum a conceput arhitectul, deoarece această linie nu este conectată ...

Misterul Delfinilor. Programul Galileo

Imaginați-vă uimirea oamenilor de știință atunci când detectoarele radio sensibile ale stației spațiale au prins mișcarea sub gheața satelitului lui Jupiter. În același timp, dispozitivele de sunet ...

Reactor industrial de fuziune

Modesta companie canadiană General Fusion a început să creeze primul reactor comercial de fuziune din lume, care intenționează să testeze lansarea în ...

Hormoni umani

Conceptul de „hormoni” a devenit acum obiectul unei atenții strânse a cercetătorilor. Există știri constante despre semnificația uneia dintre ele în ...

Sfântul Graal

Sfântul Graal este un misterios artefact creștin găsit și pierdut. Cuvintele „Sfântul Graal” sunt adesea folosite la figurat ca desemnare a oricărui ...

Complexul de rachete Avangard - caracteristici tehnice și capacități

Cel mai nou sistem de rachete rusești "Avangard" a fost introdus în producția de masă, ...

Prezențe populare despre perle

În primul rând, perlele sunt o piatră incredibil de frumoasă care a fost ...

Cum se face stejar de mlaștină acasă

Stejarul mlaștină este un material de construcție excelent. Culoarea sa neobișnuită este foarte ...

Coadă la oameni

Este amuzant, dar oamenii au coadă. Până la o anumită perioadă. Este cunoscut ...

De ce nu este introdus motorul cuantic al lui Leonov

Notele despre o dezvoltare necunoscută a savantului Bryansk apar periodic în presă ...

Racheta de croazieră nucleară Burevestnik - caracteristici și perspective

Motoarele cu aburi au fost folosite ca motoare în stațiile de pompare, locomotive, nave cu aburi, tractoare, vagoane cu aburi și alte vehicule. Motoarele cu aburi au contribuit la utilizarea comercială pe scară largă a mașinilor în fabrici și au oferit baza energetică pentru revoluția industrială din secolul al XVIII-lea. Mai târziu, motoarele cu aburi au fost înlocuite de motoarele cu ardere internă, turbine cu abur, motoare electrice și reactoare nucleare, a căror eficiență este mai mare.

Motor cu aburi în acțiune

Invenție și dezvoltare

Primul dispozitiv cunoscut, alimentat cu un abur, a fost descris de Heron din Alexandria în secolul I - așa-numita „baie a Heron”, sau „eolipil”. Aburul scăpând tangențial din duzele fixate pe bilă l-a făcut să se rotească. Se presupune că transformarea aburului în mișcare mecanică a fost cunoscută în Egipt în perioada romană și a fost utilizată în dispozitive simple.

Primele motoare industriale

Niciunul dintre dispozitivele descrise nu a fost de fapt folosit ca mijloc de rezolvare a problemelor utile. Prima mașină cu aburi folosită în producție a fost o „mașină de pompieri” proiectată de inginerul militar englez Thomas Severy în 1698. Severy a primit un brevet pentru dispozitivul său în 1698. Era o pompă cu abur cu piston și, evident, nu era foarte eficientă, deoarece căldura aburului se pierdea de fiecare dată când containerul era răcit și era destul de periculos în funcționare, deoarece datorită presiunii ridicate a aburului, containerele și conductele motorului uneori a explodat. Deoarece acest dispozitiv ar putea fi folosit atât pentru rotirea roților unei mori de apă, cât și pentru pomparea apei din mine, inventatorul l-a numit „prietenul minerului”.

Apoi fierarul englez Thomas Newcomen și-a demonstrat „motorul atmosferic” în 1712, care a fost primul motor cu aburi pentru care ar putea exista cerere comercială. A fost un motor cu aburi Severy îmbunătățit, în care Newcomen a redus semnificativ presiunea de abur de lucru. Newcomen s-ar fi putut baza pe o descriere a experimentelor lui Papen în Societatea Regală din Londra, la care ar fi putut avea acces prin intermediul colegului său Robert Hooke care a lucrat cu Papen.

Schema motorului cu aburi Newcomen.
- Aburul este afișat în violet, apa este afișat în albastru.
- Supapele deschise sunt afișate în verde, supapele închise în roșu

Prima aplicație a motorului Newcomen a fost de a pompa apă dintr-un arbore adânc. În pompa de mină, balansierul a fost conectat la o împingere care a coborât în ​​mină către camera pompei. Mișcările de împingere reciproce au fost transmise pistonului pompei, care a furnizat apă către vârf. Supapele motoarelor Newcomen timpurii au fost deschise și închise manual. Prima îmbunătățire a fost automatizarea supapelor, care au fost acționate chiar de mașină. Legenda spune că această îmbunătățire a fost făcută în 1713 de băiatul Humphrey Potter, care a trebuit să deschidă și să închidă supapele; când s-a săturat de asta, a legat mânerele supapelor cu frânghii și s-a dus să se joace cu copiii. Până în 1715, fusese deja creat un sistem de control al pârghiei, acționat de mecanismul motorului însuși.

Primul motor cu abur cu două cilindri din Rusia a fost proiectat de mecanicul I.I. Polzunov în 1763 și construit în 1764 pentru a acționa burduful suflantei la fabricile Barnaul Kolyvano-Voskresensk.

Humphrey Gainsborough a construit un model de motor cu abur cu condensator în anii 1760. În 1769, mecanicul scoțian James Watt (folosind eventual ideile lui Gainsborough) a brevetat primele îmbunătățiri semnificative ale motorului de vid al lui Newcomen, care l-au făcut semnificativ mai eficient din punct de vedere al consumului de combustibil. Contribuția lui Watt a fost separarea fazei de condensare a motorului de vid într-o cameră separată, în timp ce pistonul și cilindrul erau la temperatura aburului. Watt a adăugat alte câteva detalii importante la motorul lui Newcomen: a plasat un piston în interiorul cilindrului pentru a expulza aburul și a transformat mișcarea alternativă a pistonului în mișcarea de rotație a roții motrice.

Pe baza acestor brevete, Watt a construit o mașină cu aburi la Birmingham. Până în 1782, motorul cu aburi al lui Watt era de peste trei ori mai puternic decât al lui Newcomen. Îmbunătățirea eficienței motorului Watt a condus la utilizarea energiei cu abur în industrie. În plus, spre deosebire de motorul Newcomen, motorul Watt a făcut posibilă transmiterea mișcării de rotație, în timp ce la primele modele de motoare cu aburi, pistonul era conectat la brațul basculant mai degrabă decât direct la biela. Acest motor avea deja caracteristicile de bază ale motoarelor moderne cu aburi.

O creștere suplimentară a eficienței a fost utilizarea aburului de înaltă presiune (americanul Oliver Evans și englezul Richard Trevithick). R. Trevithick a construit cu succes motoare industriale cu o singură cursă, de înaltă presiune, cunoscute sub numele de „motoare Cornish”. Au funcționat la 50 psi, sau 345 kPa (3.405 atmosfere). Cu toate acestea, odată cu creșterea presiunii, a existat, de asemenea, un mare pericol de explozie la mașini și cazane, ceea ce a dus inițial la numeroase accidente. Din acest punct de vedere, cel mai important element al mașinii de înaltă presiune a fost supapa de siguranță, care a eliberat excesul de presiune. Funcționarea sigură și sigură a început numai cu acumularea de experiență și standardizarea procedurilor pentru construcția, funcționarea și întreținerea echipamentelor.

Inventatorul francez Nicholas-Joseph Cugno a demonstrat în 1769 primul vehicul cu abur autopropulsat operațional: „fardier à vapeur” (căruța cu aburi). Poate că invenția sa poate fi considerată prima mașină. Tractorul cu aburi autopropulsat s-a dovedit a fi foarte util ca sursă mobilă de energie mecanică, care a pus în mișcare alte mașini agricole: treier, prese etc. În 1788, o barcă cu aburi construită de John Fitch desfășura deja un serviciu regulat. pe râul Delaware între Philadelphia (Pennsylvania) și Burlington (statul New York). A ridicat 30 de pasageri la bord și a mers cu o viteză de 7-8 mile pe oră. Aburiul lui J. Fitch nu a avut succes din punct de vedere comercial, deoarece un drum rutier bun a concurat cu traseul său. În 1802, inginerul scoțian William Symington a construit un abur competitiv, iar în 1807, inginerul american Robert Fulton a folosit motorul cu aburi Watt pentru a alimenta primul vapor cu succes comercial. La 21 februarie 1804, prima locomotivă cu aburi feroviare autopropulsată, construită de Richard Trevithick, a fost expusă la Penidarren Steel Works din Merthyr Tydville, în sudul Țării Galilor.

Motoare cu aburi alternative

Motoarele alternative folosesc energia aburului pentru a deplasa un piston într-o cameră sau cilindru etanș. Acțiunea alternativă a pistonului poate fi transformată mecanic în mișcare liniară a pompelor cu piston sau în mișcare rotativă pentru a acționa părți rotative ale mașinilor-unelte sau ale roților vehiculului.

Mașini cu vid

Primele motoare cu aburi au fost numite inițial „motoare de pompieri” și motoarele „atmosferice” sau „condensate” ale lui Watt. Acestea au funcționat pe un principiu de vid și, prin urmare, sunt cunoscute și sub denumirea de „motoare de vid”. Astfel de mașini au funcționat pentru acționarea pompelor cu piston, în orice caz, nu există dovezi că ar fi fost utilizate în alte scopuri. Când funcționează un motor cu abur de tip vid, la începutul cursei, aburul de joasă presiune este admis în camera de lucru sau în cilindru. Supapa de admisie este apoi închisă și aburul este răcit și condensat. Într-un motor Newcomen, apa de răcire este pulverizată direct în cilindru și condensul se scurge într-un colector de condens. Acest lucru creează un vid în cilindru. Presiunea atmosferică din partea superioară a cilindrului apasă pe piston și determină deplasarea în jos, adică cursa de lucru.

Răcirea și reîncălzirea constantă a cilindrului sclav al mașinii au fost foarte risipitoare și ineficiente, cu toate acestea, aceste motoare cu aburi au putut pompa apa de la adâncimi mai adânci decât era posibil înainte de a fi introduse. În anul a apărut o versiune a motorului cu aburi, creată de Watt în colaborare cu Matthew Boulton, a cărei principală inovație a fost eliminarea procesului de condensare într-o cameră separată specială (condensator). Această cameră a fost plasată într-o baie de apă rece și conectată la cilindru printr-un tub suprapus de o supapă. O pompă specială de vid mică (un prototip al unei pompe de condens) a fost conectată la camera de condensare, acționată de un braț oscilant și utilizată pentru a îndepărta condensul din condensator. Apa caldă rezultată a fost alimentată de o pompă specială (un prototip de pompă de alimentare) înapoi la cazan. O altă inovație radicală a fost închiderea capătului superior al cilindrului de lucru, în partea superioară a căruia se afla acum abur de presiune scăzută. Același abur era prezent în mantaua dublă a cilindrului, menținându-și temperatura constantă. În timpul mișcării ascendente a pistonului, acest vapor a fost transmis prin conducte speciale în partea inferioară a cilindrului, pentru a suferi condens în cursa următoare. De fapt, mașina a încetat să mai fie „atmosferică”, iar puterea sa depindea acum de diferența de presiune dintre aburul de joasă presiune și vidul pe care îl putea obține. În motorul cu aburi Newcomen, pistonul a fost lubrifiat cu o cantitate mică de apă turnată pe el, în mașina lui Watt acest lucru a devenit imposibil, deoarece acum exista abur în partea superioară a cilindrului, a fost necesar să se treacă la ungere cu un amestec de grăsime și ulei. Aceeași grăsime a fost utilizată în garnitura de etanșare a tijei cilindrului.

Motoarele cu abur cu vid, în ciuda limitelor evidente ale eficienței lor, erau relativ sigure, foloseau abur de joasă presiune, ceea ce era destul de consistent cu nivelul general scăzut al tehnologiei cazanelor din secolul al XVIII-lea. Puterea mașinii a fost limitată de presiunea scăzută a aburului, dimensiunea cilindrilor, rata de ardere a combustibilului și evaporarea apei în cazan, precum și dimensiunea condensatorului. Eficiența teoretică maximă a fost limitată de diferența de temperatură relativ mică pe ambele părți ale pistonului; acest lucru a făcut ca mașinile de vid destinate uzului industrial să fie prea mari și costisitoare.

Comprimare

Orificiul de ieșire al cilindrului motorului cu aburi se închide puțin mai devreme decât pistonul ajunge la poziția sa extremă, ceea ce lasă o parte din aburul de evacuare din cilindru. Aceasta înseamnă că există o fază de compresie în ciclul de lucru, care formează așa-numita „pernă de abur”, care încetinește mișcarea pistonului în pozițiile sale extreme. De asemenea, elimină căderea bruscă de presiune chiar la începutul fazei de admisie atunci când aburul proaspăt intră în cilindru.

Avans

Efectul descris al „pernei cu abur” este, de asemenea, sporit de faptul că admisia de abur proaspăt în cilindru începe ceva mai devreme decât pistonul ajunge la poziția finală, adică există un avans în avans. Acest avans este necesar pentru ca înainte ca pistonul să înceapă cursa de lucru sub acțiunea aburului proaspăt, aburul ar avea timp să umple spațiul mort care a apărut ca urmare a fazei anterioare, adică canalele de admisie-evacuare și volumul cilindrului care nu este utilizat pentru mișcarea pistonului.

Extensie simplă

Expansiunea simplă presupune că aburul funcționează numai atunci când se extinde în cilindru, iar aburul evacuat este eliberat direct în atmosferă sau intră într-un condensator special. În acest caz, căldura reziduală a aburului poate fi utilizată, de exemplu, pentru încălzirea unei camere sau a unui vehicul, precum și pentru preîncălzirea apei care intră în cazan.

Compus

În timpul procesului de expansiune în cilindrul mașinii de înaltă presiune, temperatura aburului scade proporțional cu expansiunea sa. Deoarece nu există schimb de căldură în acest caz (proces adiabatic), se dovedește că aburul pătrunde în cilindru cu o temperatură mai mare decât pleacă. Astfel de schimbări de temperatură în cilindru conduc la o scădere a eficienței procesului.

Una dintre metodele de abordare a acestei diferențe de temperatură a fost propusă în 1804 de inginerul englez Arthur Wolfe, care a brevetat Mașină de abur compus de înaltă presiune Wolfe... În această mașină, aburul de temperatură ridicată de la un cazan de abur a fost introdus într-un cilindru de înaltă presiune și, după aceea, aburul evacuat în el cu o temperatură și presiune mai mici a intrat în cilindrul de presiune joasă (sau cilindrii). Acest lucru a redus diferența de temperatură în fiecare cilindru, ceea ce, în general, a redus pierderile de temperatură și a îmbunătățit eficiența generală a motorului cu abur. Aburul de joasă presiune a avut un volum mai mare și, prin urmare, a necesitat un volum mai mare al cilindrilor. Prin urmare, la mașinile compuse, cilindrii de joasă presiune aveau un diametru mai mare (și uneori mai lung) decât cilindrii de înaltă presiune.

Acest lucru este, de asemenea, cunoscut sub numele de dublă expansiune, deoarece expansiunea aburului are loc în două etape. Uneori, un cilindru de înaltă presiune a fost asociat cu doi cilindri de joasă presiune, rezultând trei cilindri de aproximativ aceeași dimensiune. Acest aranjament era mai ușor de echilibrat.

Mașinile de amestecat cu doi cilindri pot fi clasificate ca:

• Compus încrucișat- Cilindrii sunt amplasați unul lângă altul, conductele lor de abur sunt încrucișate.
• Compus tandem- Cilindrii sunt aranjați în serie și utilizează o tijă.
• Compus de colț- Cilindrii sunt înclinați între ei, de obicei la 90 de grade, și lucrează pe o manivelă.

După anii 1880, motoarele cu aburi compuse s-au răspândit în producție și transport și au devenit practic singurul tip utilizat pe navele cu aburi. Utilizarea lor la locomotivele cu aburi nu a fost atât de răspândită, deoarece s-au dovedit a fi prea dificile, în parte datorită faptului că condițiile de lucru ale motoarelor cu aburi pe transportul feroviar erau dificile. În ciuda faptului că locomotivele compuse nu au devenit niciodată un fenomen de masă (în special în Marea Britanie, unde erau foarte rare și deloc folosite după anii 1930), au câștigat o oarecare popularitate în mai multe țări.

Extensie multiplă

Schema simplificată a unui motor cu aburi cu triplă expansiune.
Aburul de înaltă presiune (roșu) din cazan trece prin mașină, lăsând condensatorul la presiune scăzută (albastru).

Dezvoltarea logică a schemei compuse a fost adăugarea de etape de expansiune suplimentare la aceasta, ceea ce a sporit eficiența muncii. Rezultatul a fost o schemă de expansiune multiplă cunoscută sub numele de mașini de expansiune triplă sau chiar cvadruplă. Aceste motoare cu aburi foloseau o serie de cilindri cu efect dublu, al căror volum a crescut cu fiecare treaptă. Uneori, în loc să crească volumul cilindrilor de joasă presiune, a fost utilizată o creștere a numărului acestora, la fel ca la unele mașini compuse.

Imaginea din dreapta arată funcționarea unui motor cu aburi cu trei expansiuni. Aburul curge prin mașină de la stânga la dreapta. Blocul supapelor fiecărui cilindru este situat în stânga cilindrului corespunzător.

Apariția acestui tip de motoare cu aburi a devenit deosebit de relevantă pentru flotă, deoarece cerințele de dimensiune și greutate pentru vehiculele navei nu erau foarte stricte și, cel mai important, o astfel de schemă a facilitat utilizarea unui condensator care returnează aburul uzat sub forma de apă proaspătă înapoi la cazan (nu a fost posibilă utilizarea apei sărate de mare pentru alimentarea cazanelor). De obicei, motoarele cu aburi de la sol nu au avut probleme cu alimentarea cu apă și, prin urmare, ar putea descărca aburul rezidual în atmosferă. Prin urmare, o astfel de schemă a fost mai puțin relevantă pentru ei, mai ales având în vedere complexitatea, dimensiunea și greutatea sa. Dominanța motoarelor cu aburi cu expansiune multiplă s-a încheiat numai odată cu apariția și utilizarea pe scară largă a turbinelor cu abur. Cu toate acestea, turbinele moderne cu abur folosesc același principiu de împărțire a debitului în cilindri cu presiune ridicată, medie și joasă.

Mașini cu abur cu flux direct

Motoarele cu abur cu flux direct au apărut ca urmare a unei încercări de a depăși un dezavantaj inerent motoarelor cu abur cu distribuție tradițională a aburului. Faptul este că aburul dintr-un motor convențional cu abur își schimbă în mod constant direcția de mișcare, deoarece aceeași fereastră de pe fiecare parte a cilindrului este utilizată atât pentru intrarea cât și pentru ieșirea aburului. Când aburul de evacuare părăsește cilindrul, acesta răcește pereții și canalele de distribuție a aburului. Aburul proaspăt, în consecință, cheltuiește o anumită parte a energiei pentru încălzirea lor, ceea ce duce la o scădere a eficienței. Motoarele cu abur cu flux direct au o fereastră suplimentară, care este deschisă de un piston la sfârșitul fiecărei faze și prin care aburul părăsește cilindrul. Acest lucru crește eficiența mașinii, deoarece aburul se mișcă într-o direcție și gradientul de temperatură al pereților cilindrului rămâne mai mult sau mai puțin constant. Mașinile cu co-flux cu expansiune simplă arată aproximativ aceeași eficiență ca și mașinile compuse cu distribuție convențională a aburului. În plus, acestea pot funcționa la viteze mai mari și, prin urmare, înainte de apariția turbinelor cu abur, erau adesea folosite pentru a conduce generatoare de energie care necesită viteză mare.

Motoarele cu abur cu flux direct sunt disponibile atât cu acțiune simplă, cât și cu acțiune dublă.

Turbine cu abur

O turbină cu abur este o serie de discuri rotative montate pe o singură axă, numită rotor de turbină, și o serie de discuri staționare alternante fixate pe o bază, numite stator. Discurile rotorului au lame în exterior, aburul este furnizat acestor lame și întoarce discurile. Discurile stator au palete similare, stabilite la unghiul opus, care servesc la redirecționarea fluxului de abur către următoarele discuri rotor. Fiecare disc rotor și discul stator corespunzător sunt denumite stadiu de turbină. Numărul și dimensiunea etapelor fiecărei turbine sunt selectate în așa fel încât să maximizeze utilizarea energiei utile a aburului la aceeași viteză și presiune care îi este furnizată. Aburul de evacuare care iese din turbină intră în condensator. Turbinele se rotesc cu o viteză foarte mare și, prin urmare, transmisiile speciale de reducere sunt utilizate de obicei atunci când se transferă rotația către alte echipamente. În plus, turbinele nu pot schimba direcția de rotație și adesea necesită mecanisme suplimentare de inversare (uneori sunt utilizate etape suplimentare de rotație inversă).

Turbinele transformă energia aburului direct în rotație și nu necesită mecanisme suplimentare pentru a transforma mișcarea alternativă în rotație. În plus, turbinele sunt mai compacte decât mașinile cu mișcare alternativă și au o forță constantă pe arborele de ieșire. Deoarece turbinele sunt mai simple ca design, ele necesită în general mai puțină întreținere.

Alte tipuri de motoare cu aburi

Cerere

Mașinile cu aburi pot fi clasificate în funcție de aplicația lor după cum urmează:

Mașini staționare

Ciocan cu aburi

Mașină cu aburi într-o fabrică veche de zahăr, Cuba

Mașinile de abur staționare pot fi împărțite în două tipuri în funcție de modul de utilizare:

• Mașini cu viteză variabilă, care includ mașini de laminat, trolii cu abur și dispozitive similare care trebuie să se oprească frecvent și să schimbe direcția de rotație.
• Mașini electrice care se opresc rar și nu ar trebui să schimbe direcția de rotație. Acestea includ motoare electrice în centrale electrice, precum și motoare industriale utilizate în fabrici, fabrici și căi ferate de cablu înainte de adoptarea pe scară largă a tracțiunii electrice. Motoarele cu putere redusă sunt utilizate pe modelele de nave și dispozitivele speciale.

Troliul cu abur este în esență un motor staționar, dar este montat pe un cadru de bază, astfel încât să poată fi mutat. Poate fi fixat cu un cablu la ancoră și mutat prin propria tracțiune într-un loc nou.

Mașini de transport

Motoarele cu aburi au fost folosite pentru a conduce diferite tipuri de vehicule, printre care:

• Vehicule terestre:
  • Mașină cu aburi
  • Tractor cu aburi
  • Excavator cu abur și chiar
• Avion cu aburi.

În Rusia, prima locomotivă cu abur care a funcționat a fost construită de E. A. și M. E. Cherepanov la uzina de la Nizhne-Tagil în 1834 pentru transportul minereului. El a dezvoltat o viteză de 13 verste pe oră și a transportat peste 200 de pudre (3,2 tone) de marfă. Lungimea primei căi ferate a fost de 850 m.

Avantajele motoarelor cu aburi

Principalul avantaj al motoarelor cu abur este că pot folosi aproape orice sursă de căldură pentru ao transforma în lucru mecanic. Acest lucru le diferențiază de motoarele cu ardere internă, fiecare tip care necesită utilizarea unui anumit tip de combustibil. Acest avantaj este cel mai vizibil atunci când se utilizează energia nucleară, deoarece un reactor nuclear nu este capabil să genereze energie mecanică, ci produce doar căldură, care este utilizată pentru a genera abur care acționează motoarele cu aburi (de obicei, turbine cu aburi). În plus, există și alte surse de căldură care nu pot fi utilizate în motoarele cu ardere internă, cum ar fi energia solară. O direcție interesantă este utilizarea energiei diferenței de temperatură a Oceanului Mondial la diferite adâncimi.

Alte tipuri de motoare cu ardere externă, cum ar fi motorul Stirling, au, de asemenea, proprietăți similare, care pot oferi o eficiență foarte mare, dar sunt semnificativ mai mari ca greutate și dimensiune decât tipurile moderne de motoare cu aburi.

Locomotivele cu abur se comportă bine la altitudini mari, deoarece eficiența lor nu scade din cauza presiunii atmosferice scăzute. Locomotivele cu aburi sunt folosite și astăzi în regiunile muntoase din America Latină, în ciuda faptului că pe terenul plat au fost înlocuite de mult timp cu tipuri mai moderne de locomotive.

În Elveția (Brienz Rothhorn) și Austria (Schafberg Bahn), noile locomotive cu abur uscat și-au dovedit valoarea. Acest tip de locomotivă cu abur a fost dezvoltat pe baza modelelor Swiss Locomotive and Machine Works (SLM), cu multe îmbunătățiri moderne, cum ar fi utilizarea rulmenților cu role, izolația termică modernă, arderea fracțiunilor de ulei ușor ca combustibil, liniile de abur îmbunătățite , etc. ... Ca urmare, aceste locomotive au un consum de combustibil cu 60% mai mic și cerințe de întreținere semnificativ mai mici. Calitățile economice ale acestor locomotive sunt comparabile cu cele ale locomotivelor moderne diesel și electrice.

În plus, locomotivele cu aburi sunt semnificativ mai ușoare decât cele diesel și electrice, ceea ce este deosebit de important pentru căile ferate montane. Particularitatea mașinilor cu aburi este că nu au nevoie de transmisie, transmitând puterea direct pe roți.

Eficienţă

Un motor cu aburi care evacuează aburul în atmosferă va avea o eficiență practică (inclusiv un cazan) de 1 până la 8%, dar un motor cu condensator și expansiunea căii de curgere poate îmbunătăți eficiența cu până la 25% sau mai mult.

Lumea modernă îi obligă pe mulți inventatori să revină din nou la ideea de a folosi o instalație cu abur în mijloace destinate mișcării. Mașinile au capacitatea de a utiliza mai multe opțiuni pentru unitățile de putere care funcționează pe abur.

Motor cu piston

Mașinile moderne cu aburi pot fi împărțite în mai multe grupuri:

Structural, instalarea include:

• dispozitiv de pornire;
• unitatea de putere este cu două cilindri;
• un generator de abur într-un recipient special echipat cu o bobină.

Procesul este după cum urmează. După pornirea contactului, alimentarea este furnizată de la bateria celor trei motoare. Din prima, se pune în funcțiune o suflantă de aer, pompând mase de aer prin radiator și transferându-le prin canalele de aer către un dispozitiv de amestecare cu un arzător.

În același timp, următorul motor electric activează pompa de transfer de combustibil, alimentând mase de condens din rezervor prin dispozitivul serpentin al elementului de încălzire către corpul separatorului de apă și încălzitorul situat în economizor la generatorul de abur.
Înainte de a porni aburul, nu este posibil să treacă la cilindri, deoarece calea este blocată de robinetul de accelerație sau de bobină, care sunt controlate de mecanica rockerului. Prin rotirea mânerelor în partea necesară mișcării și deschiderea supapei, mecanicul activează mecanismul de abur.
Vaporii consumați sunt alimentați printr-un singur colector către supapa de distribuție, în care sunt împărțiți într-o pereche de acțiuni inegale. Partea mai mică intră în duza arzătorului de amestecare, se amestecă cu masa de aer, se aprinde de la lumânare. Flacăra rezultată începe să încălzească recipientul. După aceea, produsul de ardere trece în separatorul de apă, apare condensarea umezelii, care curge într-un rezervor special de apă. Gazul rămas curge.

Centrala cu abur poate fi conectată direct la trenul de transmisie al mașinii, iar la pornire, mașina este pusă în mișcare. Dar, pentru a spori eficiența, experții recomandă utilizarea mecanicii ambreiajului. Acest lucru este util pentru remorcare și diverse activități de inspecție.

Dispozitivul se distinge prin capacitatea sa de a lucra practic fără restricții, sunt posibile supraîncărcări, există o gamă largă de reglare a parametrilor de putere. Trebuie adăugat că în timpul oricărei opriri, motorul cu aburi încetează să funcționeze, ceea ce nu se poate spune despre motor.

În proiectare, nu este nevoie să instalați o cutie de viteze, un dispozitiv de pornire, un filtru de aer, un carburator, un turbocompresor. În plus, sistemul de aprindere într-o versiune simplificată, există o singură lumânare.

În concluzie, se poate adăuga că producția unor astfel de mașini și funcționarea acestora vor fi mai ieftine decât mașinile cu motor cu ardere internă, deoarece combustibilul va fi ieftin, materialele utilizate în producție vor fi cele mai ieftine.

Și-a început expansiunea la începutul secolului al XIX-lea. Și deja la acea vreme, erau construite nu numai unități mari în scopuri industriale, ci și unități decorative. Majoritatea cumpărătorilor lor erau nobili bogați care doreau să se distreze pe ei și pe copiii lor. După ce motoarele cu aburi au devenit parte a vieții societății, motoarele decorative au început să fie utilizate în universități și școli ca modele educaționale.

Motoare moderne cu aburi

La începutul secolului al XX-lea, relevanța mașinilor cu aburi a început să scadă. Una dintre puținele companii care a continuat să producă mini-motoare decorative a fost compania britanică Mamod, care vă permite să achiziționați un eșantion de astfel de echipamente chiar și astăzi. Dar costul acestor motoare cu aburi poate depăși cu ușurință peste două sute de lire sterline, ceea ce nu este atât de mic pentru un bibelou de câteva nopți. Mai mult, pentru cei cărora le place să asambleze tot felul de mecanisme pe cont propriu, este mult mai interesant să creeze un simplu motor cu aburi cu propriile mâini.

E foarte simplu. Focul încălzește boilerul de apă. Sub influența temperaturii, apa se transformă în abur, care împinge pistonul. Atâta timp cât există apă în rezervor, volanta conectată la piston se va roti. Acesta este designul standard pentru un motor cu aburi. Dar puteți asambla un model cu o configurație complet diferită.

Ei bine, să trecem de la partea teoretică la lucruri mai distractive. Dacă sunteți interesat să faceți ceva cu propriile mâini și sunteți surprinși de astfel de mașini exotice, atunci acest articol este pentru dvs., în acesta vă vom spune cu plăcere despre diferite moduri de a asambla un motor cu aburi cu propriile mâini. În același timp, chiar procesul de creare a unui mecanism dă bucurie nu mai puțin decât lansarea acestuia.

Metoda 1: mini-motor DIY cu abur

Deci, să începem. Să asamblăm cel mai simplu motor cu aburi cu propriile noastre mâini. Nu sunt necesare desene, instrumente complexe și cunoștințe speciale.

Pentru început, luăm de sub orice băutură. Tăiați treimea inferioară din ea. Deoarece rezultatul va fi muchii ascuțite, acestea trebuie să fie îndoite spre interior cu clești. Facem acest lucru cu atenție pentru a nu ne tăia. Deoarece majoritatea cutiilor de aluminiu au fundul concav, va trebui nivelat. Este suficient să îl apăsați ferm cu degetul pe o suprafață dură.

La o distanță de 1,5 cm de marginea superioară a "sticlei" rezultate, este necesar să se facă două găuri una față de cealaltă. Este recomandabil să utilizați un perforator pentru aceasta, deoarece este necesar să se dovedească a avea cel puțin 3 mm în diametru. Puneți o lumânare decorativă în partea de jos a borcanului. Acum luăm folie de masă obișnuită, o încrețim și apoi înfășurăm mini-arzătorul pe toate părțile.

Mini duze

Apoi, trebuie să luați o bucată de tub de cupru lung de 15-20 cm. Este important să fie gol în interior, deoarece acesta va fi mecanismul nostru principal pentru punerea în mișcare a structurii. Partea centrală a tubului este înfășurată în jurul creionului de 2 sau 3 ori, astfel încât se formează o mică spirală.

Acum trebuie să plasați acest element astfel încât locul curbat să fie plasat direct deasupra fitilului lumânării. Pentru a face acest lucru, dați tubului forma literei „M”. În același timp, afișăm secțiunile care coboară prin găurile făcute în bancă. Astfel, tubul de cupru este fixat rigid deasupra fitilului, iar marginile sale sunt un fel de duze. Pentru ca structura să se rotească, este necesar să îndoiți capetele opuse ale „elementului M” la 90 de grade în direcții diferite. Construcția motorului cu aburi este gata.

Pornirea motorului

Borcanul se pune într-un recipient cu apă. În acest caz, este necesar ca marginile tubului să fie sub suprafața acestuia. Dacă duzele nu sunt suficient de lungi, o greutate mică poate fi adăugată la fundul cutiei. Dar aveți grijă să nu scufundați întregul motor.

Acum trebuie să umpleți tubul cu apă. Pentru a face acest lucru, puteți coborî o margine în apă și, cu a doua, trageți aerul ca printr-un tub. Coborâm borcanul în apă. Aprindem fitilul lumânării. După un timp, apa din spirală se va transforma în abur, care, sub presiune, va zbura din capetele opuse ale duzelor. Borcanul va începe să se rotească în recipient suficient de repede. Așa am obținut un motor cu aburi cu propriile noastre mâini. După cum puteți vedea, totul este simplu.

Model de motor cu aburi pentru adulți

Acum să complicăm sarcina. Să asamblăm cu propriile mâini un motor cu aburi mai serios. Mai întâi trebuie să luați o cutie de vopsea. Procedând astfel, trebuie să vă asigurați că este absolut curat. Tăiați un dreptunghi cu dimensiunile de 15 x 5 cm pe perete la 2-3 cm de partea inferioară.Latura lungă este plasată paralel cu partea inferioară a cutiei. Decupați o bucată de 12 x 24 cm din plasă metalică. Măsurați 6 cm de la ambele capete ale laturii lungi. Îndoiți aceste secțiuni la un unghi de 90 de grade. Obținem o mică "masă cu platformă" cu o suprafață de 12 x 12 cm cu picioare de 6 cm. Instalăm structura rezultată pe fundul cutiei.

Mai multe găuri trebuie făcute în jurul perimetrului capacului și plasate în formă de semicerc de-a lungul a jumătate din capac. Este de dorit ca orificiile să aibă un diametru de aproximativ 1 cm. Acest lucru este necesar pentru a asigura o ventilație adecvată a spațiului interior. Un motor cu aburi nu va funcționa bine dacă nu există suficient aer pentru a ajunge la sursa de incendiu.

Element principal

Facem o spirală dintr-un tub de cupru. Luați aproximativ 6 metri de tuburi de cupru moale de 1/4 inch (0,64 cm). Măsurăm 30 cm de la un capăt. Începând din acest punct, este necesar să se facă cinci spire ale unei spirale cu diametrul de 12 cm fiecare. Restul țevii este îndoit în 15 inele cu un diametru de 8 cm. Astfel, ar trebui să existe 20 cm de țeavă liberă la celălalt capăt.

Ambele cabluri sunt trecute prin orificiile de aerisire din capacul cutiei. Dacă se dovedește că lungimea secțiunii drepte nu este suficientă pentru aceasta, atunci o singură rotație a spiralei poate fi neîndoită. Cărbunele este plasat pe o platformă preinstalată. În acest caz, spirala trebuie plasată chiar deasupra acestei platforme. Cărbunele este așezat cu grijă între rândurile sale. Borcanul poate fi acum închis. Drept urmare, am primit un focar care va alimenta motorul. Motorul cu aburi este aproape gata cu mâinile noastre. A plecat puțin.

Rezervor de apă

Acum trebuie să luați o altă cutie de vopsea, dar deja într-o dimensiune mai mică. O gaură cu un diametru de 1 cm este găurită în centrul capacului său. Mai sunt făcute două găuri pe partea laterală a cutiei - una aproape în partea de jos, a doua - mai înaltă, chiar la capac.

Luați două cruste, în centrul cărora se face o gaură din diametrul tubului de cupru. O țeavă de plastic de 25 cm este introdusă într-una din cruste și 10 cm în cealaltă, astfel încât marginea lor să iasă abia din dopuri. O crustă cu un tub lung este introdusă în deschiderea inferioară a unei cutii mici și un tub mai scurt este introdus în deschiderea superioară. Așezați cutia mai mică pe cutia mare de vopsea, astfel încât gaura din partea inferioară să fie pe partea opusă față de pasajele de ventilație ale cutiei mari.

Rezultat

Ca urmare, ar trebui să obțineți următoarea construcție. Apa este turnată într-un borcan mic, care curge printr-o gaură din fund într-un tub de cupru. Un foc este aprins sub spirală, care încălzește recipientul de cupru. Aburul fierbinte se ridică pe tub.

Pentru ca mecanismul să fie complet, este necesar să atașați un piston și un volant la capătul superior al tubului de cupru. Ca urmare, energia termică de ardere va fi convertită în forțe mecanice de rotație ale roții. Există un număr imens de scheme diferite pentru crearea unui astfel de motor cu ardere externă, dar în toate acestea sunt implicate întotdeauna două elemente - focul și apa.

În plus față de acest design, puteți colecta abur, dar acesta este material pentru un articol complet separat.

Adesea, mașinile cu aburi sau mașinile Stanley Steamer vin în minte la menționarea „mașinilor cu aburi”, dar aceste mecanisme nu se limitează la transport. Motoarele cu aburi, care au fost create pentru prima dată într-o formă primitivă în urmă cu aproximativ două milenii, au devenit cele mai mari surse de energie electrică în ultimele trei secole, iar astăzi turbinele cu aburi produc aproximativ 80% din electricitatea lumii. Pentru a înțelege mai bine natura forțelor fizice pe baza cărora funcționează un astfel de mecanism, vă recomandăm să vă creați propriul motor cu aburi din materiale obișnuite folosind una dintre metodele sugerate aici! Pentru a începe, mergeți la Pasul 1.

Pași

Motor de abur cu cutie de conserve (pentru copii)

Tăiați fundul cutiei de aluminiu la o distanță de 6,35 cm. Folosind foarfece metalice, tăiați fundul de aluminiu în mod uniform aproximativ o treime din înălțime.

Îndoiți și apăsați bentita cu clești. Pentru a evita muchiile ascuțite, pliați marginea cutiei spre interior. Aveți grijă să nu vă răniți în timp ce faceți acest lucru.

Apăsați în jos pe partea inferioară a cutiei din interior pentru a o aplatiza. Cele mai multe cutii de băuturi din aluminiu vor avea o bază rotundă și o curbă spre interior. Îndreptați fundul împingând cu degetul sau folosind un pahar mic cu fund plat.

Faceți două găuri pe laturile opuse ale cutiei, la 1,3 cm de sus. Pentru a face găuri, va funcționa fie un perforator de hârtie, fie un cui cu ciocanul. Veți avea nevoie de găuri cu un diametru de puțin peste trei milimetri.

Așezați o lumânare mică în centrul borcanului. Răsfoiți folia și așezați-o sub și în jurul lumânării pentru a nu se mișca. Astfel de lumânări vin de obicei în suporturi speciale, astfel încât ceara nu trebuie să se topească și să curgă în cutia de aluminiu.

Înfășurați centrul tubului de cupru lung de 15-20 cm în jurul creionului de 2 sau 3 rotiri pentru a forma o bobină. Tubul de 3 mm ar trebui să se îndoaie ușor în jurul creionului. Veți avea nevoie de suficiente tuburi curbate pentru a vă întinde peste partea superioară a cutiei, plus încă 5 cm drepți pe fiecare parte.

Infilați capetele tuburilor prin găurile din borcan. Centrul bobinei trebuie să fie peste fitilul lumânării. Este de dorit ca secțiunile drepte ale tubului de pe ambele părți ale acestuia să poată avea aceeași lungime.

Îndoiți capetele țevilor cu clești pentru a face un unghi drept.Îndoiți secțiunile drepte ale tubului astfel încât să indice în direcții opuse din părțile opuse ale cutiei. Atunci din nouîndoiți-le astfel încât să cadă sub baza cutiei. Când totul este gata, ar trebui să obțineți următoarele: partea serpentină a tubului se află în centrul cutiei de deasupra lumânării și intră în două oblice, privind în direcții opuse „duze” de pe ambele părți ale cutiei.

Scufundați borcanul într-un castron cu apă, în timp ce capetele tubului ar trebui să fie scufundate.„Barca” dvs. trebuie să fie ferm la suprafață. Dacă capetele tubului nu sunt suficient de scufundate în apă, încercați să cântăriți puțin borcanul, dar nu-l înecați în nici un fel.

Umpleți tubul cu apă. Cea mai ușoară cale este de a înmuia un capăt în apă și de a trage de celălalt capăt ca un pai. De asemenea, puteți bloca o priză din tub cu degetul și înlocuiți-o pe cealaltă sub fluxul de apă de la robinet.

Aprinde o lumanare. După un timp, apa din tub se va încălzi și va fierbe. Pe măsură ce se transformă în abur, va scăpa prin „duze”, determinând rotirea întregului borcan în castron.

Mașină cu abur pentru vopsea (pentru adulți)

Tăiați o gaură dreptunghiulară lângă baza cutiei de vopsea de 4 litri. Faceți o gaură dreptunghiulară orizontală de 15 x 5 cm în partea laterală a cutiei, lângă bază.

• Asigurați-vă că acest recipient (și celălalt folosit) conține doar vopsea din latex și spălați-l bine cu apă cu săpun înainte de utilizare.

1. Tăiați o bandă de plasă metalică de 12 x 24 cm.Îndoiți 6 cm de-a lungul lungimii de la fiecare margine la un unghi de 90 o. Veți avea o platformă pătrată de 12 x 12 cm cu două picioare de 6 cm. Așezați-o în borcan cu picioarele orientate în jos, aliniantă cu marginile găurii tăiate.

   Faceți un semicerc al găurilor din jurul perimetrului capacului. Ulterior, veți arde cărbune în cutie pentru a furniza căldură motorului cu aburi. Dacă există o lipsă de oxigen, cărbunele nu va arde bine. Pentru a vă asigura că borcanul are ventilația necesară, găuriți sau perforați mai multe găuri în capac care formează un semicerc de-a lungul marginilor.

   • În mod ideal, diametrul orificiilor de ventilație ar trebui să fie de aproximativ 1 cm.

2. Faceți o bobină dintr-un tub de cupru. Luați aproximativ 6 m de tuburi moi de cupru cu un diametru de 6 mm și măsurați la un capăt 30 cm. Începând în acest moment, faceți cinci spire cu un diametru de 12 cm. Pliați lungimea rămasă a țevii în 15 spire cu un diametru de 8 cm. Ar trebui să aveți aproximativ 20 cm ...

   Treceți ambele capete ale bobinei prin orificiile de ventilare din capac.Îndoiți ambele capete ale bobinei astfel încât să fie îndreptate în sus și să treacă ambele printr-unul dintre orificiile din capac. Dacă lungimea țevii nu este suficientă, atunci va trebui să îndoiți ușor una dintre ture.

   Așezați bobina și cărbunele în borcan. Așezați bobina pe platforma de plasă. Umpleți spațiul din jurul și din interiorul bobinei cu cărbune. Închideți bine capacul.

   Găuriți găurile tubului în cutia mai mică. Găuriți o gaură de 1 cm în centrul capacului unei cutii de litru. Găsește două găuri de 1 cm pe partea laterală a cutiei - una aproape de baza cutiei și cealaltă deasupra acesteia lângă capac.

   Introduceți tubul de plastic etanș în orificiile laterale ale cutiei mai mici. Folosiți capetele tubului de cupru pentru a face găuri în centrul celor două dopuri. Introduceți un tub rigid din plastic lung de 25 cm într-un singur ștecher și același tub lung de 10 cm în celălalt ștecher. Acestea ar trebui să stea bine în blocajele de trafic și să privească puțin. Introduceți dopul cu tubul mai lung în orificiul inferior al cutiei mai mici și dopul cu tubul mai scurt în orificiul superior. Fixați tuburile de fiecare dop cu cleme pentru furtun.

   Conectați tubul cutiei mai mari la tubul cutiei mai mici. Așezați borcanul mai mic peste borcanul mai mare, cu tubul și dopul îndreptat spre orificiile orificiului borcanului mai mare. Folosind bandă metalică, fixați tubulatura de la mufa inferioară la tubul care iese din partea inferioară a bobinei de cupru. Apoi, în același mod, fixați tubul de dopul superior cu tubul care iese din partea superioară a bobinei.

   Introduceți tubul de cupru în cutia de joncțiune. Folosind un ciocan și o șurubelniță, scoateți secțiunea centrală a cutiei electrice rotunde din metal. Fixați clema cablului cu inelul de fixare. Introduceți 15 cm tuburi de cupru cu diametrul de 1,3 cm în legătura cablurilor, astfel încât tubulatura să se extindă la câțiva centimetri sub orificiul din cutie. Îndepărtați marginile acestui capăt spre interior cu un ciocan. Introduceți acest capăt al tubului în orificiul din capacul borcanului mai mic.

   Introduceți frigăruiul în diblu. Luați un frigăru de grătar obișnuit din lemn și introduceți-l într-un capăt al unei dibluri goale din lemn cu diametrul de 1,5 cm lungime, 0,95 cm.

   • În timpul funcționării motorului nostru, frigăruia și diblul vor acționa ca un „piston”. Pentru a vedea mai bine mișcarea pistonului, puteți atașa un mic „steag” din hârtie.

3. Pregătiți motorul pentru funcționare. Scoateți cutia de joncțiune din borcanul superior mai mic și umpleți borcanul superior cu apă, lăsându-l să se toarne în bobina de cupru până când borcanul este plin cu 2/3 de apă. Verificați dacă există scurgeri la toate conexiunile. Fixați bine capacele borcanului bătându-le cu un ciocan. Reinstalați cutia de joncțiune peste borcanul superior mai mic.

4. Porniți motorul! Zdrobeste bucati de ziar si aseaza-le in spatiul de sub plasa din partea de jos a motorului. Când cărbunele este aprins, lăsați-l să ardă aproximativ 20-30 de minute. Pe măsură ce apa se încălzește în bobină, aburul va începe să se acumuleze în cutia superioară. Când aburul a atins suficientă presiune, va împinge diblul și frigăruiul în sus. După eliberarea presiunii, pistonul se va deplasa în jos în funcție de gravitație. Dacă este necesar, tăiați o porțiune de frigăruie pentru a reduce greutatea pistonului - cu cât este mai ușor, cu atât va apărea mai des. Încercați să faceți o frigăruie de o astfel de greutate încât pistonul să se "miște" într-un ritm constant.

   • Puteți accelera procesul de ardere prin creșterea fluxului de aer în orificiile de aerisire cu un uscător de păr.

5. Respectați siguranța. Credem că este de la sine înțeles că trebuie să aveți grijă atunci când lucrați și manipulați un motor cu aburi de casă. Nu îl rulați niciodată în interior. Nu-l rulați niciodată lângă materiale inflamabile, cum ar fi frunze uscate sau ramuri de copac care depășesc. Utilizați motorul numai pe o suprafață solidă, neinflamabilă, cum ar fi betonul. Dacă lucrați cu copii sau adolescenți, atunci aceștia nu trebuie lăsați nesupravegheați. Copiilor și adolescenților li se interzice să se apropie de motor în timp ce cărbunele arde în el. Dacă nu cunoașteți temperatura motorului, atunci presupuneți că este atât de cald încât nu poate fi atins.

   • Asigurați-vă că aburul poate scăpa din „cazanul” superior. Dacă, din orice motiv, pistonul se blochează, presiunea se poate acumula în interiorul cutiei mai mici. În cel mai rău caz, banca poate exploda, care foarte periculos.

• Așezați motorul cu aburi într-o barcă de plastic, scufundând ambele capete în apă pentru a crea o jucărie cu abur. Puteți tăia o barcă simplă dintr-o sticlă de sodiu din plastic sau o sticlă de înălbitor pentru a vă face jucăria mai durabilă.