Совет 1: Как сделать двигатель стирлинга

Двигатель Стирлинга представляет собой тепловую машину, изобретенную еще в начале XIX века. Это одна из разновидностей двигателя внешнего сгорания, в котором жидкое рабочее тело циркулирует в замкнутом объеме, периодически нагреваясь и охлаждаясь. В наши дни незаслуженно забытый двигатель Стирлинга начинает обретать новую жизнь благодаря своей экологичности, экономичности и бесшумной работе.
Вам понадобится
  • - латунная трубка;
  • - жестяной лист;
  • - стальная спица;
  • - деревянная подставка;
  • - измерительная металлическая линейка;
  • - ножовка по металлу;
  • - ножницы для резки металла;
  • - напильник или надфиль;
  • - крепежные элементы;
  • - токарный станок;
  • - паяльная станция;
  • - флюс для пайки;
  • - припой.
Инструкция
1
Из листовой жести сделайте топку и два цилиндра, которые будут составлять основу двигателя Стирлинга. Размеры заготовок определите, исходя из целей, ради которых вы монтируете установку. Для использования двигателя в качестве демонстрационной модели возьмите ширину развертки основного цилиндра, равную 200-250 мм. Остальные размеры подгоните под получившийся диаметр.
2
В верхней части цилиндра, по которому будет передвигаться поршень, предусмотрите два выступа с отверстиями, имеющими диаметр 4-5 мм. Эти «ушки» будут выполнять функцию подшипников, на которых разместится кривошипный механизм.
3
Изготовьте камеру для рабочего тела двигателя, роль которого станет выполнять обыкновенная вода. К свернутому в трубку цилиндру припаяйте два жестяных кружка соответствующего диаметра. В каждом кружке проделайте отверстия, в которые вставьте латунные трубки длиной 25-35 мм и диаметром 4-5 мм. После сборки водяной камеры проверьте ее на герметичность; вода не должна проникать через соединительные швы.
4
Для изготовления вытеснителя возьмите деревянную заготовку, предварительно придав ей цилиндрическую форму на токарном станке. Добейтесь, чтобы диаметр вытеснителя был немного меньше диаметра рабочего цилиндра. Высота этой детали подбирается опытным путем после сборки модели, поэтому сделайте вытеснитель с некоторым запасом по длине.
5
Из тонкой стальной спицы изготовьте шток цилиндра. В центре деревянного цилиндра выполните отверстие по размеру штока и вставьте в него шток с усилием. В верхней части штока предусмотрите отверстие, в которое будет вставлен шатунный механизм.
6
Возьмите обрезок медной трубки диаметром 20-25 мм и длиной 45 мм. Снизу припаяйте к цилиндру жестяной кружок нужного диаметра. В боковых стенках цилиндра просверлите отверстие, через которое эта емкость будет сообщаться с большим цилиндром.
7
Поршень двигателя выточите на станке, подогнав его размер под внутренний диаметр большого цилиндра. К верхней поверхности поршня шарнирным способом присоедините шток.
8
Произведите окончательную сборку и наладку модели двигателя. Поршень вставьте в большой цилиндр. Соедините при помощи латунной трубки между собой оба цилиндра (большой и малый).
9
В верхней части большого цилиндра смонтируйте кривошипно-шатунный механизм. Тщательно пропаяйте дно цилиндра и поместите эту часть двигателя на топку, прикрепив пайкой. Все основные части двигателя надежно закрепите на деревянной дощечке.
10
Заполните цилиндр водой. Под дно его через отверстие в топке поместите обычную свечу или спиртовку. Запустите двигатель и проверьте его в работе. При необходимости произведите дополнительную регулировку и подгонку составных частей установки.

Совет 2: Как собрать двигатель Стирлинга

Двигатель Стирлинга является одной из альтернатив паровой машине. В свое время он не получил широкого распространения по причине невысокой надежности и недостаточной эффективности. Но уже в наши дни этот оригинальный двигатель нашел применение в холодильных установках и даже в составе электростанций при работе в космосе. Собрать действующую модель двигателя Стирлинга можно и своими руками.
Вам понадобится
  • - лист жести;
  • - латунная или медная трубка;
  • - паяльник;
  • - припой;
  • - флюс.
Инструкция
1
Изготовьте из листа жести два цилиндра и топку. Размеры заготовок сделайте, исходя из своих предпочтений и требуемых размеров всего изделия. В нашем случае ширина развертки цилиндра составляет 225 мм. С внешней стороны одного из цилиндров припаяйте ушки с внутренним диаметром около 4 мм (они буду играть роль подшипников).
2
Изготовьте водяную камеру. Вырежьте из жести два кружка по диаметру получившегося цилиндра. В центре кружков проделайте отверстия для трубки. Длина трубки должна составлять около 30 мм, а внутренний диаметр – 3 мм. Закрепите трубку при помощи пайки внутри цилиндра. При этом соблюдайте аккуратность, чтобы камера получилась герметичной (вода не должна проходить через стенки водяной камеры).
3
Из легкого деревянного цилиндра соберите вытеснитель, чтобы диаметр его был чуть меньше диаметра цилиндра. Высоту вытеснителя подберите опытным путем. Из спицы сделайте шток. Обейте с двух сторон деревянный цилиндр кружочками из жести.
4
Проделайте в центре цилиндрика отверстие по диаметру штока и с натягом вставьте его в шток. Последний должен ходить по трубке камеры свободно, без значительного трения. В верхней части штока высверлите отверстие для шатуна.
5
Из обрезка медной трубки изготовьте маленький цилиндр длиной 40 мм и диаметром 20 мм. Снизу запаяйте этот цилиндр кружком из латуни. Просверлите в готовом цилиндре отверстие для сообщения с первым (большим) цилиндром.
6
Особое внимание уделите поршню, от качества которого зависит работа модели двигателя. Желательно выточить его на токарном станке. В верхней части поршня на шарнире укрепите шток.
7
Соберите все элементы двигателя в единое целое. В большой цилиндр вставьте поршень, подогнав его по размерам. Впаяйте в цилиндры трубку для сообщения их друг с другом. Соберите кривошипно-шатунный механизм. Дно цилиндра запаяйте. Корпус двигателя определите на топку и прикрепите пайкой. Резервуаром для охлаждения будет служить жестяная банка. Закрепите резервуар вблизи от двигателя на деревянной подставке.

Совет 3: Как сделать двигатель на воде

Отдых у моря может стать еще веселее и интереснее, если найти на пляже подходящее занятие. Особенно если вы отдыхаете с детьми, которым уже успели поднадоесть мозаики из камней и ракушек и даже сказочные крепости из песка. Порадуйте их и себя новым развлечением – корабликом с водяным двигателем. Материалы для него вы сможете найти на пляже
Вам понадобится
  • Пластиковая бутылка с закручивающейся крышкой
  • Кусок пенопласта или дерева
  • Трубочка для коктейля
  • Велосипедный насос
  • Круглые аптекарские резинки
Инструкция
1
Возьмите кусок пенопласта или дерева и вырежьте из него лодочку. Рассчитайте так, чтобы корпус кораблика выдерживал бутылку, наполненную водой. Вырежьте еще несколько кусочков пенопласта, которые вам понадобятся для того, чтобы приподнять дно лодки.
2
В бутылочной крышке сделайте дырочку и вставьте туда трубочку от коктейля. В дне бутылки сделайте маленькое отверстие и заткните его пробкой. Отверстие лучше всего прожечь гвоздем с диаметром 1 мм. Вырежьте из пенопласта маленькую пробочку и заткните это отверстие.
3
Откройте бутылочную пробку и наберите в бутылку воду. Набрать необходимо полную бутылку. Завинтите пробку. Положите бутылку на лодку так, чтобы трубка с кормы уходила в воду, а бутылка стояла наклонно вверх дном. Отверстие с пенопластовой пробкой должно находиться в самой верхней части конструкции. Приподнять дно бутылки можно, подложив под него несколько кусков пенопласта и соединив их с бутылкой и корпусом лодки обычными круглыми резинками.
4
Опустите всю конструкцию на воду и откройте пенопластовую пробку. Лодка поплывет и будет двигаться, пока не кончится вода..
Видео по теме
Обратите внимание
Для игрушечного двигателя возьмите небольшую бутылку – 0, 33 или 0,5

Оформить кораблик можно по-разному, использовав подручные средства.

Чем меньше отверстие – тем дольше будет плыть лодка. Однако двигаться она будет медленно. Чем больше отверстие, тем лодка быстрее плывет и тем скорее остановится.
Полезный совет
Пробку для дна можно сделать из спички

Вместо бутылки можно взять воздушный шарик, наполненный водой. В этом случае второй отверстие делать не надо. .

Совет 4: Как сделать спиртовку

У вас нет возможности нагреть воду, приготовить еду по причине прерывания электроснабжения на неопределенный срок, а воспользоваться газом не получится в виду его отсутствия или требуется компактный источник бездымного огня? Газовая зажигалка в таком качестве редко будет достаточной, т.к. в ней мал запас топлива, ее необходимо удерживать в нажатом состоянии, а металлические элементы, контактирующие с огнем, быстро перегреваются. Да и самого объема пламени маловато. Но можно изготовить самодельную спиртовку.
Вам понадобится
  • Толстая книга, маркер, две пустых алюминиевых банки объемом 0,33 мл, шило или другой подобный острый инструмент, обычные ножницы, клочок ваты, нож или небольшой деревянный брусок.
Инструкция
1
Возьмите одну из двух одинаковых алюминиевых банок из-под любимого напитка.
2
В толстой книге между страниц зажмите фломастер или тонкий маркер на высоте приблизительно трех сантиметров от поверхности стола. Пусть он выглядывает из книги всего на пару сантиметров. Поставьте банку донышком книзу и об пишущий элемент обведите окружность в горизонтальной плоскости путем соответствующего вращения банки вокруг своей оси. Должен получиться замкнутый путь для будущей линии отреза.
3
Возьмите канцелярские ножницы. По намеченной маркером окружности аккуратно отделите верхнюю часть банки от донной. Верхнюю можно выбросить.
4
Проделайте то же самое со второй банкой. Но перед этим необходимо дном целой банки развальцевать (расширить диаметр) горловину донца от первой банки. Вставьте дно второй, равномерно надавливая и вращая целую банку. Старайтесь не замять и не разорвать тонкие алюминиевые стенки. По сути, постепенно будет совершена растяжка металла до чуть большего диаметра.
5
После предыдущего шага должны остаться две почти идентичные донные части от банок. Попробуйте перевернуть вторую часть и вставить в первую. Так как она исходного диаметра, а развальцованная – большего, то вторая часть должна аккуратно войти в первую.
6
Во втором дне с наружной стороны проделайте шилом центральное отверстие и равномерно вокруг поблизости еще четыре. Получится подобие «пятерки» на костяшках домино.
7
В первую часть уложите вату, а сверху вторым донцем закройте поглубже. Необходимо, чтобы от первой части оставался небольшой бортик, который по периметру окружности ручкой ножа замните по направлению к центру. Этим самым будет достигнута стабильность частей относительно друг дуга. Да и о бортик будет проблематично порезаться.
8
На той же стороне, где ранее были проделаны отверстия, натыкайте еще примерно шестнадцать, но по серединной линии периметра конуса. Конструкция приобретет вид горелки. А спиртовкой ее сделает именно спирт как разновидность рабочего топлива.
9
Заправьте спиртовку топливом, не более двух третей объема. Спирт можно закачать шприцем. Через центральное отверстие влейте примерно двадцать кубических миллиметров и пару кубиков вылейте на поверхность. Это необходимо, чтобы горящий сверху спирт прогрел внутренний объем спиртовки и усилил летучесть его паров. Далее они будут уже самостоятельно устремляться через окружные отверстия для воспламенения.
10
Установите спиртовку на подставку, так как она нагревается в процессе горения. Это может быть невысокая пустая консервная банка, перевернутая вверх дном.
11
Вылитый снаружи спирт подожгите спичкой и ожидайте перехода горелки в рабочий режим. Для гашения спиртовки достаточно кратковременно перекрыть ей доступ воздуха, быстро накрыть перевернутой чашкой.
Видео по теме
Обратите внимание
Будьте осторожны - не опрокиньте спиртовку во время горения;

Заправку топливом нельзя производить,пока горит спирт. Предварительно погасите пламя или дайте топливу окончательно выгореть.
Полезный совет
Для того чтобы согреть в емкости воду на пламени спиртовки, соорудите из жароустойчивого металла подставку подходящей высоты.
Источники:
  • спиртовка как сделать

Совет 5: Какие бывают двигатели внешнего сгорания

В повседневной деятельности человеку чаще всего приходится сталкиваться с двигателями внутреннего сгорания. Бензиновые и дизельные моторы получили широкое распространение в автомобилестроении. Но существует также особый класс энергетических установок, имеющих общее название двигателей внешнего сгорания.

Двигатели внешнего сгорания



В двигателях внешнего сгорания процесс сжигания топлива и источник теплового воздействия отделены от рабочей установки. К данной категории обычно относят паровые и газовые турбины, а также двигатели Стирлинга. Первые прототипы подобных установок были сконструированы более двух веков назад и применялись на протяжении почти всего XIX столетия.

Когда для бурно развивающейся промышленности понадобились мощные и экономичные энергетические установки, конструкторы придумали замену взрывоопасным паровым двигателям, где рабочим телом был находящийся под большим давлением пар. Так появились двигатели внешнего сгорания, получившие распространение уже в начале XIX столетия. Только через несколько десятков лет им на смену пришли двигатели внутреннего сгорания. Стоили они существенно дешевле, что и определило их широкое распространение.

Но сегодня конструкторы все пристальнее присматриваются к вышедшим из широкого употребления двигателям внешнего сгорания. Это объясняется их преимуществами. Главное достоинство состоит в том, что такие установки не нуждаются в хорошо очищенном и дорогом топливе.
Двигатели внешнего сгорания неприхотливы, хотя до сих пор их постройка и обслуживание обходятся достаточно дорого.


Двигатель Стирлинга



Один из самых известных представителей семейства двигателей внешнего сгорания – машина Стирлинга. Она была придумана в 1816 году, неоднократно совершенствовалась, но впоследствии на долгое время была незаслуженно забыта. Теперь же двигатель Стирлинга получил второе рождение. Его с успехом используют даже при освоении космического пространства.

Работа машины Стирлинга основана на замкнутом термодинамическом цикле. Периодические процессы сжатия и расширения здесь идут при разных температурах. Управление рабочим потоком происходит посредством изменения его объема.
Двигатель Стирлинга может работать в качестве теплового насоса, генератора давления, устройства для охлаждения.


В данном двигателе при низкой температуре идет сжатие газа, а при высокой – его расширение. Периодическое изменение параметров происходит за счет использования особого поршня, имеющего функцию вытеснителя. Тепло к рабочему телу при этом подводится с внешней стороны, через стенку цилиндра. Эта особенность и дает право машине Стирлинга называться двигателем внешнего сгорания.
Источники:
  • Журнал «Юный техник», «Модель двигателя Стирлинга», В. Горстков, сентябрь 1984.
  • «Двигатели Стирлинга», Г. Уокер, 1985.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше