Ako vyrobiť parný stroj?

Postavte si svoj vlastný parný stroj z bežných domácich materiálov pomocou jednej z metód v tomto článku — Aby ste lepšie porozumeli fyzickým silám pri práci v parnom stroji, postavte si svoj vlastný parný stroj z bežných domácich materiálov pomocou jednej z metód v tomto článku!

Slová „parný stroj“ často vyčarujú obrázky veľkých lokomotív alebo automobilov Stanley Steamer, ale tieto stroje majú oveľa viac využití ako doprava. Parné stroje, ktoré boli prvýkrát vytvorené v primitívnych formách asi pred dvoma tisícročiami, sa za posledné tri storočia stali hlavnými zdrojmi energie, pričom parné turbíny dnes vyrábajú 80 percent alebo viac svetovej elektrickej energie. Aby ste lepšie porozumeli fyzickým silám pri práci v parnom stroji, postavte si svoj vlastný parný stroj z bežných domácich materiálov pomocou jednej z metód v tomto článku! Začnite podľa kroku 1 nižšie.

Metóda 1 z 2: Výroba parného motora na sódu (pre deti)

1

Rez hliníkové plechovky do asi 2¹/₂ v (6,4 cm) vysoký. Cínovými nožničkami alebo nožnicami urobte hladký horizontálny rez asi 0,33 cesty od jeho základne a po obvode plechovky.
2

Sklopte a zrezaný okraj ohnite kliešťami. Zložte okraj každého kusu plechovky sám na seba, aby ste odstránili jeho ostré hrany. Dávajte pozor, aby ste sa neporezali.
3

Vytlačte spodnú časť plechovky zvnútra, aby ste ju sploštili. Väčšina plechoviek na sódu má kruhovú základňu, ktorá sa zakrivuje do vnútra plechovky. Vytlačte ho vyrovnaním prstami alebo pomocou dna malého pohára alebo pohára na uhladenie.
4

Punch dva otvory na protiľahlých stranách kanvy ¹/₂ v (1,3 cm) od hornej časti. Môžete na to použiť papierový dierovač, alebo diery urobíte klincom a kladivom. Budete potrebovať otvor o niečo väčší ako priemer 3,2 mm (¹/₈ palca).
5

Do stredu plechovky umiestnite čajovú sviečku. Zmáčajte fóliu a umiestnite ju pod a okolo sviečky, aby držala na svojom mieste. Čajové sviečky sa dodávajú v malých plechovkách, takže vosk by sa nemal topiť a vylievať do hliníkovej plechovky.
6

Omotajte stred 15 až 20 cm dlhého kusu medenej rúrky 2 alebo 3 krát okolo ceruzky, aby ste vytvorili cievku. Hadica ¹/₈ palca (3,2 mm) by sa mala okolo ceruzky ľahko ohýbať. Na natiahnutie cez vrch plechovky budete potrebovať dostatok stočenej trubice, plus asi 5 centimetrov (5,1 cm) rovnej trubice na každej strane.
7

Konce hadičiek vložte cez otvory v plechovke. Vycentrujte cievku nad knôtom sviečky. Snažte sa, aby z každej strany plechovky trčala približne rovnaká rovná hadička.
8

Ohnite konce trubice kliešťami, aby ste vytvorili 90-stupňové uhly. Ohnite rovné časti hadičky tak, aby išli v opačných smeroch na každej strane plechovky. Potom ich znova ohnite tak, aby sa dostali pod základňu plechovky. Keď skončíte, v strede nad sviečkou by ste mali mať stočenú časť hadičky, ktorá sa tiahne nadol do dvoch protiľahlých „prúdov“ na oboch stranách plechovky.
9

Vložte plechovku do veľkej misky vody s izbovou teplotou s ponorenými koncami hadičiek. Váš „čln“ by mal pohodlne plávať. Ak konce hadičiek nesedia celkom pod vodorysku, skúste plechovku mierne odvážiť, ale dávajte pozor, aby ste ju nepotopili.
10

Naplňte skúmavky vodou. Najľahšie to urobíte tak, že jeden koniec vložíte do misky s vodou a druhý sajete ako slamku. Alternatívne môžete držať prst za jedným koncom a držať otvorený koniec pod spusteným faucetom.
11

Zapáľte sviečku. V priebehu času sa voda v hadičke zahreje a začne vrieť. Keď sa odparí do pary, bude vystreľovať z „trysiek“ hadičky, čo spôsobí, že sa celá plechovka v miske roztočí.

Môžem použiť o niečo väčšiu medenú trubicu pre parný stroj na sódu?

Metóda 2 z 2: Výroba parného stroja na konzervy farieb (pre dospelých)

1
Vystrihnite obdĺžnikový otvor v blízkosti základne galónovej farby. Na bočnej strane plechovky horizontálne označte obdĺžnik 6 palcov × 2 palce (15,2 cm × 5,1 cm), 2,50 cm hore od základne.
- Upozorňujeme, že v prípade tejto plechovky na farbu (a druhej, ktorú použijete) budete chcieť zaistiť, aby plechovka obsahovala iba farbu na báze latexu a aby bola pred použitím dôkladne umytá mydlom a vodou.
2

Rez 4²/₃ v x 9¹/₃ v (12 cm x 24 cm) kus kovu mesh. Bend 2¹/₃ palca (5,9 cm), na oboch koncoch s 4²/₃ palcov (12 cm), stranou nadol na 90 stupňov uhla. To by malo vytvoriť 4²/₃ v x 4²/₃ v (12 cm x 12 cm) štvorcového "platforma" s 2 2¹/₃ v (5,9 cm) „nohách“. Umiestnite túto sieťku do plechovky s farbou „nohami“ nadol a zarovnajte ju s okrajmi vyrezaného otvoru.
3
Po obvode veka urobte polkruh otvorov. Nakoniec vo vnútri tejto nádoby na farbu spálite uhlie, aby ste zabezpečili teplo pre svoj parný stroj. Ak tieto uhlie nemajú stabilný prísun kyslíka, nebudú schopné dobre horieť. Umožnite vetranie vyvŕtaním alebo dierovaním série otvorov v polkruhu pozdĺž okraja veka plechovky.
- Tieto vetracie otvory by mali byť v ideálnom prípade o ²/₅ palca (1,0 cm) v priemere.
4

Vytvorte cievku z medených rúrok. Trvať asi 20 metrov (6,1 m), mäkkých medených rúr ¹/₄ palca (0,64 cm) v priemere a meria 1 meter (30 cm) od jedného konca. Od tohto bodu zabaľte hadičku do piatich cievok s priemerom 13 centimetrov (13 cm). Zostávajúcu dĺžku hadičky naviňte do asi 15 cievok s priemerom 8 cm. Zostať by vám malo asi 20 centimetrov (20 cm) navyše.
5

Prevlečte oba konce cievky vetracími otvormi veka. Ohnite oba konce cievky tak, aby smerovali nahor, a vložte každý cez jeden z otvorov vo veku. Ak nemáte v hadičke dostatočnú dĺžku, možno budete musieť jednu z cievok mierne rozvinúť.
6

Vložte cievku a drevené uhlie do plechovky s farbou. Umiestnite cievku na vrch sieťovej plošiny. Vyplňte priestor okolo a vnútri cievky briketami z dreveného uhlia. Pevne zatvorte veko.
7

Do menšej nádoby na farbu vyvŕtajte otvory pre hadičky. V stredu veka plechovky s farbou je, vyvŕtať otvor ²/₅ palcov (1,0 cm) v priemere. Na strane plechovky, vyvŕtať dva ²/₅ palca (1,0 cm) otvory - jeden v blízkosti základne a jeden nad ňou v blízkosti veka.
8

Do otvorov na boku menšej plechovky vložte korkové plastové rúrky. Konce medenej trubice použite na vyvŕtanie otvorov v strede dvoch zátok. Vložte jeden 25 cm kus tvrdej plastovej trubičky do jedného korku a jeden 10 cm kus do druhého tak, aby tesne priliehali a mierne presahovali z druhého konca korku. Korok s dlhšou hadičkou vložte do spodného otvoru na malej plechovke a korok s kratšou hadičkou do horného otvoru. Zaistite hadičku v každom korku hadicovými svorkami.
9

Pripojte hadičky väčšej plechovky k menšej plechovke. Menšiu plechovku umiestnite nad väčšiu plechovku tak, aby korkové rúrky smerovali preč od vetracích otvorov väčšej plechovky. Použitím kovovej pásky pripevnite hadičku od spodného korku k trubici siahajúcej zo spodnej časti medenej cievky. Potom rovnakým spôsobom zaistite hadičku od horného korku k hadičke siahajúcej od hornej časti cievky.
10

Medené rúrky vložte cez spojovaciu skrinku. Pomocou kladiva a skrutkovača vyberte stredovú časť kruhovej kovovej elektrickej spojovacej skrinky. Zaistite svorku elektrického kábla k spojovacej skrinke poistným krúžkom vo vnútri. Vložte 1 15 cm medené rúrky s priemerom ¹/₂ palca (1,3 cm) cez konektor káblové svorky tak, aby sa hadica vyčnieva niekoľko centimetrov pod otvorom v spojovacej skrinke. Okraje tohto konca otupte kladivom dovnútra. Vložte tento koniec rúrky do otvoru vo veku menšej plechovky.
11
Vložte špajľu do hmoždinky. Potom sa štandardnou drevenú grilovaciu ihlu a vložiť ju do jedného konca ³/₅ palca (1,5 cm) duté drevené hmoždinky tyč ³/₈ palca (0,95 cm) v priemere. Umiestnite hmoždinku a špajľu do medenej rúrky v kovovej spojovacej skrinke tak, aby špajľa smerovala nahor.
- Keď je motor v chode, špajľa a hmoždinka budú fungovať ako „piest“. Aby bol pohyb piestu lepšie viditeľný, možno budete chcieť na vrch pripevniť malú papierovú „vlajku“.
12

Pripravte motor na prevádzku. Vyberte zostavu spojovacej skrinky z malej hornej plechovky a naplňte hornú plechovku vodou, aby mohla odtiecť do medenej cievky, kým nebude plechovka plná vody asi 0,67. Skontrolujte tesnosť všetkých konektorov a uistite sa, že sú všetky tesnenia tesné. Zaistite viečka oboch plechoviek poklepaním kladivom. Vymeňte spojovaciu skrinku na mieste nad malou hornou plechovkou.
13
Naštartujte motor! Pokrčte kúsky novín a umiestnite ich do priestoru uzavretého sieťovinou v spodnej časti motora. Keď sa drevené uhlie zapáli, nechajte brikety horieť asi 20-30 minút. Keď ohrievajú vodu v cievke, v hornej plechovke by sa mala začať vytvárať para. Akonáhle táto para dosiahne dostatočný tlak, vytlačí kolík a piest špajle smerom nahor. Hneď ako sa uvoľní dostatočný tlak, piest bude gravitáciou stiahnutý späť. Podľa potreby odrežte kúsky špajdle, aby ste znížili hmotnosť piestu - čím je ľahší, tým častejšie bude „vyskakovať“. Skúste špíz vybieliť na takú váhu, aby piest „bežal“ konštantným klipom.
- Proces horenia môžete urýchliť pomocou fénu, ktorý vyfúkne vetracie otvory.
14
Byť v bezpečí. Je samozrejmé, že tento DIY parný stroj vyžaduje starostlivé zaobchádzanie a obsluhu. Nikdy nepúšťajte parný stroj vo vnútri. Nikdy ho nepreháňajte okolo horľavého materiálu, ako je suché lístie alebo prevísajúce stromy. Používajte ho iba na tvrdom, nehorľavom povrchu, ako je betón. Ak pracujete s deťmi, zaistite, aby bol po celý čas prítomný dospelý. Nedostávajte deti alebo mladiství k motoru, pokiaľ horí drevené uhlie. Ak si niekedy nie ste istí, ako je motor horúci, predpokladajte, že je príliš horúci na dotyk.
- Tiež sa uistite, že para môže unikať z horného „kotla“. Ak sa piest z nejakého dôvodu zasekne, vo vnútri malej plechovky môže vzniknúť tlak. V najhoršom prípade to môže spôsobiť výbuch plechovky, čo môže byť veľmi nebezpečné.

Že využíva teplo zo sviečky na odparovanie vody — Motor pracuje tak, že využíva teplo zo sviečky na odparovanie vody, ktorá vytvára paru na vytváranie prúdov, ktoré poháňajú motor.

Tipy

Umiestnite parný stroj do plastového člna tak, aby oba konce rúrky smerovali dozadu a do vody, aby z neho bola hračka poháňaná parou. Jednoduchý tvar člna môžete vystrihnúť z plastovej sódy alebo bieliacej fľaše, aby bol projekt „zelený“.

Varovania

Ak musíte manipulovať s motorom, keď je v prevádzke, nemiřte konce hadičiek k nikomu, pretože horúca para alebo voda by mohla spôsobiť oparenie.
Ešte utesnenie medené rúrky v akejkoľvek inej ako ponorením koncov vo vode spôsobom. Aj keď je to nepravdepodobné, nadmerný tlak môže spôsobiť prasknutie trubice a spôsobiť zranenie.
Ak potrebujete s motorom behať, určite použite kliešte, kliešte alebo rukavicu na pečenie.
Nepokúšajte sa postaviť komplexnejší parný stroj s kotlom, pokiaľ dôkladne nerozumiete, ako to urobiť. Explózia kotla, aj keď miniatúrna, môže spôsobiť vážne zranenie.

Na výrobu parného stroja z plechovky od sódy budete potrebovať prázdnu plechovku od sódy, kliešte, čajovú sviečku, 20 cm medenú trubičku a misku s vodou.

Veci, ktoré budete potrebovať

Parný stroj na výrobu sódy

Hliníková sóda môže
Plechové nožnice alebo ťažké nožnice
Kliešte
Papierový punč
Sviečka na čajovú sviečku
Alobal
Medené rúrky ¹ / ₈ palca (3,2 mm)
Ceruzka alebo hmoždinka
Voda
Misa

Parný stroj na konzervy farieb

Galónová farba môže byť (najlepšie nepoužitá, ale ak nie, vyčistená mydlom a vodou)
Plechovka Quartovej farby (rovnaká ako vyššie)
¹/₄ palca (0,64 cm), medené rúrky
Kovová páska
2 korky
Kruhová elektrická rozvodná skriňa
Káblová svorka kompatibilná so spojovacou skrinkou
¹/₂ palca (1,3 cm) medených rúrok
4²/₃ v x 9¹/₃ v (12 cm x 24 cm), obrazovkou kovové pletivo
¹/₈ - ¹ / ₄ palca (0,32-0,64 cm) tvrdé plastové rúrky
2 hadicové spony na plastové rúrky
Grilovacie uhlie (vhodnejšie je zapáliť svetlo)
Grilovací špíz
³/₈ palca (0,95 cm), drevené hmoždinky tyč (na jednom konci otvorené)
Skrutkovač
Vŕtačka
Kladivo
Plechové nožnice/nožnice
Kliešte

Prečítajte si tiež: Ako získať doktorát z inžinierstva?

Ako vyrobiť parný stroj?

Kroky