На хабре всё чаще проскакивают различные интересные посты о том, как кто-то собрал очередной паровой двигатель, либо какое-то устройство работающее на паре. Оно и понятно, каждому какой-то момент надоедает гипнотизировать монитор, и душа просит моря, приключений и романтики, но с инженерным подходом. Что может быть романтичнее парового двигателя, да ещё и установленного на корабле? Поскольку в асфальтовых джунглях нет возможности развернуть полноценную судоверфь, то можно поразвлечься на столе. Здесь расскажу о некоторых своих экспериментах, а так же то что удалось откопать на просторах сети.
Паровые двигатели современности
В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.
Устройство двигателя очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.
Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.
САМОДЕЛКИН ДРУГ
Дорогие посетители сайта «SAMODELKINDRUG» в представленной вашему вниманию статье речь пойдет о средстве передвижения на паровой тяге. Отправимся мы с вами «Назад в Будущее» , а поможет нам в этом Умелец из Советского района и его канал на Ютубе. А именно что же удалось сделать парню, так вот сделал он с друзьями «ПАРОТРАЙК» то есть трайк с паровым двигателем. Все запчасти, узлы и агрегаты, взяты из металлолома, покупались только манометр и полуоборотные краны. За основу были взяты наработки прошлого столетия, когда паровые машины были «двигателем прогресса» Принцип работы парового двигателя давольно таки прост) Основой является котел с водой, при нагревании которого выделяется водяной пар, создается избыточное давление которое по паропроводу поступает в цилиндр и толкает поршень, а он в свою очередь толкает маховик или же сразу колесо, затем поршень доходит до определенной точки где находится клапан сброса и через него пар выходит на ружу, тем самым освобождая камеру цилиндра для следующей порции пара. Для наглядности давайте рассмотрим простую схему (паровоза) Так же вот еще одна схемка для большей наглядности, хотя здесь тоже самое. Как видно с чертежа, все довольно просто, только автор сделал свой котел в сравнении с паровозом, как бы миниатюрным, для чего ему понадобились отработанные газовые баллоны бытового применения, с толщиной стенки 4 мм, рабочее давление при котором трайк сможет спокойно двигаться и развивать скорость 3-4 bar
Опять же немного вернемся к истории, в самом начале развития паровых двигателей, инженеры пытались создать самодвижущееся экипажи и вот что у них получалось.
Постепенно данное направление получило поддержку среди общественности и началось развитие. И вот уже более современный экипаж на паровой тяге, более менее похож уже на автомобиль.
И так основу составляет естественно паровой котел, в котором вода приобретает парообразное состояние, а затем поступает по трубам к поршням. Нагретый пар далее поступает в цилиндры и толкает поршень. Поршень двигает в свою очередь маховик или колесо. С работой парового двигателя и устройством котла все предельно ясно, теперь рассмотрим, как автор создавал свой «ПАРОТРАЙК» Для начала была сделана рама, с расчетом на три колеса (трайк) Колеса использованы от мотоцикла «Урал»а так же передки. Рулевое управление от «ВАЗ» Один поршень с гильзой использован от дизельного трактора, объемом более 2.5 л, а второй расточенный от мотоцикла «Минск» Далее на полученную раму установлен котел и подсоединен трубками к цилиндрам. Вот такое вот путешествие «Назад в Будущее»
Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками
Итак, начнем. Соберем самый простой паровой двигатель своими руками. Чертежи, сложные инструменты и особые знания при этом не нужны.
Для начала берем алюминиевую банку из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.
На расстоянии 1,5 см от верхнего края полученного «стакана» необходимо сделать два отверстия друг напротив друга. Желательно для этого использовать дырокол, так как необходимо, чтобы они получились в диаметре не менее 3 мм. На дно банки кладем декоративную свечку. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, после чего оборачиваем со всех сторон нашу мини-горелку.
Пар завоевывает мир
Паровая машина Ньюкомена, впервые установленная в 1712 году.
Это был настоящий прорыв. Вращательное движение могло найти гораздо более широкий круг применений. От коленчатого вала можно при помощи приводных ремней передать движение на ткацкие и другие станки. Теперь пар мог заставить крутиться колеса самодвижущихся экипажей.
Первые попытки использовать пар для создания новых средств передвижения были предприняты в 70-х годах XVIII века. Эти машины передвигались по дорогам, но пройдет немного времени, и люди найдут другое применение паровому двигателю— железные дороги. Уатт дожил до 1819 года и мог увидеть начало промышленной революции, которую подтолкнуло его изобретение, но он не дожил шести лет до начала эры железных дорог.
Мини-сопла
Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см. Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль.
Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.
Запуск двигателя
Банку размещают в емкости с водой. При этом необходимо, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если сопла недостаточно длинные, то можно добавить на дно банки небольшой грузик. Но будьте осторожны — не потопите весь двигатель.
Теперь необходимо заполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а вторым втягивать воздух как через трубочку. Опускаем банку на воду. Поджигаем фитиль свечки. Через некоторое время вода в спирали превратится в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов сопел. Банка начнет вращаться в емкости достаточно быстро. Вот такой у нас получился двигатель своими руками паровой. Как видите, все просто.
Модель парового двигателя для взрослых
Теперь усложним задачу. Соберем более серьезный двигатель своими руками паровой. Для начала необходимо взять банку из-под краски. При этом следует убедиться, что она абсолютно чистая. На стенке на 2-3 см от дна вырезаем прямоугольник с размерами 15 х 5 см. Длинная сторона размещается параллельно дну банки. Из металлической сетки вырезаем кусок площадью 12 х 24 см. С обоих концов длинной стороны отмеряем 6 см. Отгибаем эти участки под углом 90 градусов. У нас получается маленький «столик-платформа» площадью 12 х 12 см с ногами по 6 см. Устанавливаем полученную конструкцию на дно банки.
По периметру крышки необходимо сделать несколько отверстий и разместить их в форме полукруга вдоль одной половины крышки. Желательно, чтобы отверстия имели диаметр около 1 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию внутреннего пространства. Паровой двигатель не сможет хорошо работать, если к источнику огня не будет попадать достаточное количество воздуха.
Что стало первым экспонатом Кунсткамеры в Петербурге
Кунсткамера основана в Петербурге по инициативе Петра Великого в 1714 году, а открыта для посещения в 1719 году. Первоначально она объединила главным образом личные коллекции Петра, приобретенные им во время путешествий по Западной Европе. Первым экспонатом Кунсткамеры стал огромный так называемый Большой Готторпский глобус (диаметром 3,11 метра), созданный в 1650-1664 годы в Голштинии (Северная Германия). Внутри глобуса располагался планетарий. Кроме того, с помощью гидравлического привода глобус мог в течение суток совершать один полный оборот и, следовательно, мог служить также часами. В 1713 году Петр узнал о диковинном глобусе и приказал командующему русскими войсками в Померании А. Д. Меншикову его «выпросить».
Где проложен самый древний из ныне используемых акведуков
Акведуком называют водовод для подачи воды к населенным пунктам, оросительным и гидроэнергетическим системам из расположенных выше их источников. Самый древний (построен римлянами в I веке нашей эры) из ныне используемых акведуков расположен в Испании. По нему подается вода реки Фрио к городу Сеговия (на расстояние 16 километров).
Кто придумал термин «робот» и в чем состоят основные законы робототехники
Термин «робот» придуман чешским писателем Карелом Чапеком (1890-1938) и впервые появился в написанной им в 1920 году пьесе «R.U.R.» («Универсальные роботы Россела») о восстании роботов. Чтобы восстаний роботов не было и робот никогда не мог причинить вреда человеку, американский писатель Айзек Азимов (1920-1992) сформулировал три основных закона робототехники:
1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред. 2. Робот обязан выполнять приказы человека, если эти приказы не противоречат первому закону. 3. Робот должен заботиться о собственной сохранности — но только до тех пор, пока это не противоречит первому или второму закону.
Кто, когда и зачем изобрел колючую проволоку
Американский изобретатель Джозеф Ф. Глидден 24 ноября 1874 года получил патент на колючую проволоку. С этим изобретением связано начало борьбы за земельные наделы на американском Западе — dopinfo.ru. Владельцы скота требовали соблюдения права свободного выпаса, что противоречило интересам земледельцев. Ограждения из колючей проволоки помогли последним защитить свои земельные участки от чужих стад. Споры вылились в кровавые столкновения. Колючая проволока означала конец эры ковбоев.
Основной элемент
Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.
Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.
Емкость для воды
Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.
Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее — более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.
Самая легкая в изготовлении машинка
Поделки из бумаги ничем не уступают готовым фабричным моделям. Ими также можно играть, они тоже выглядят правдоподобно, любой мальчик может ее разрисовать на свое усмотрение.
Для изделия понадобятся:
- бумажный лист формата А4;
- ножницы;
- цветные маркеры.
Процесс сборки простой машинки
- вырезаем из листа квадрат;
- сгибаем по центру;
- переворачиваем края в обратную сторону и сгибаем к центру;
- крайние стороны сгибаем в обратном порядке сгибаем пополам фигуру;
- на получившуюся фигуру наносим линии, напоминающие машину, предварительно заправив верхние углы в центр;
- маленький уголок складываем в большой;
- нижние уголки выгибаем назад и обрезаем полукругом, получаются колеса;
- загибаем уголки в районе фар и дорисовываем недостающие элементы.
За короткое время получается самый легкий вариант машинки.
Результат
В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. Горячий пар поднимается по трубке вверх.
Для того чтобы механизм получился завершенным, необходимо присоединить к верхнему концу медной трубки поршень и маховик. В итоге тепловая энергия горения будет преобразовываться в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем для создания такого двигателя внешнего сгорания, но во всех них всегда задействованы два элемента — огонь и вода.
Кроме такой конструкции, можно собрать паровой двигатель Стирлинга своими руками, но это материал для совершенно отдельной статьи.
