Бесплатная техническая библиотека

Чем горячее - тем прохладнее. Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

 Комментарии к статье

Всем известно: для работы настольного вентилятора нужна электрическая сеть или хотя бы батарейка. Но не всегда.

Вентилятор сделан студентами технической школы японского инженера Койши Хирата.

Этот стирлинг работает от тепла руки

Вентилятор, работающий от свечи

...а этому для работы достаточно чашки кофе

Устройство очень изящно с технической точки зрения и при этом отнюдь не бесполезно. Его можно взять в поход и поставить в палатке, использовать в доме на садовом участке, где нет электричества. Если еще учесть, что треть человечества сегодня живет при керосиновых лампах, то вентилятор, работающий от свечи, должен иметь громадный рынок сбыта.

Двигатель вентилятора состоит из двух цилиндров. Один из них, назовем его главным, представляет собою плоскую цилиндрическую коробку. Ее дно подогревается свечой, а верхняя крышка отдает тепло окружающему воздуху. Крышка, и дно сделаны из металлов, хорошо проводящих тепло, например, из меди или латуни.

Соединяющая их цилиндрическая стенка сделана, например, из материалов, плохо проводящих тепло, -стекла или пластика.

На крышке смонтирован силовой цилиндр, поршень которого при помощи шатуна соединен с одним из кривошипов коленчатого вала.

Внутри коробки ходит вытеснитель из пенопласта. Его шток соединен со вторым кривошипом коленчатого вала. Оба эти кривошипа расположены под углом 90° друг к другу.

Устройство вентилятора: 1 - пропеллер; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун вытеснителя; 4 - муфта; 5 - шатун; 6 - силовой цилиндр; 7 - втулка; 8 - вытеснитель

Вот как двигатель работает. Представим, что в первый момент поршень силового цилиндра находится в нижней мертвой точке (1). При этом вытеснитель, соединенный при помощи шатуна с другим кривошипом, окажется в среднем положении.

Воздух под ним будет нагреваться и расширяться. Это заставит поршень силового цилиндра подниматься вверх, совершая работу (2). Вытеснитель при этом начнет двигаться к крайнему верхнему положению, и процесс нагревания пойдет еще быстрее.

Вскоре силовой поршень достигнет своей верхней мертвой точки (3). Вытеснитель при этом опять окажется в среднем положении. (Отметим, что на его движение почти не затрачивается работа, ведь воздух, благодаря зазору, свободно обтекает его кромки.)

Когда вытеснитель окажется внизу (4), начнется охлаждение воздуха через верхнюю крышку цилиндра. Давление уменьшится, и поршень начнет движение к нижней мертвой точке. И так без конца. Самая сложная часть двигателя - главный цилиндр из двух пластин, стянутых болтами с гайками, между которыми зажато пластиковое кольцо диаметром 120 мм. Его можно отрезать от бутылки из-под минеральной воды. Края кольца должны быть идеально ровными и параллельными друг другу, иначе вы не добьетесь герметичности цилиндра. (Для того чтобы аккуратно отрезать кольцо, лучше сделать простейшее приспособление для резки, показанное на рисунке.)

Принцип работы двигателя Стирлинга

Нижняя и верхняя пластины - крышки главного цилиндра - лучше сделать из латуни или алюминия толшиною 1 - 2 мм. Применять сталь, особенно нержавеющую, из-за ее низкой теплопроводности не стоит.

Каждая крышка имеет шесть отверстий диаметром 3 мм для болтов, а верхняя - еще два дополнительных. Одно - для втулки, через которую должен проходить шток вытеснителя, другое - для установки силового цилиндра.

В качестве втулки штока цилиндра можно применить отрезок карандаша, из которого удален графитовый стержень. В качестве штока вытеснителя возьмите короткую вязальную спицу.

Если ее диаметр окажется больше диаметра отверстия, сделайте из нее так называемое "пушечное сверло". Поставьте его в дрель и на малых оборотах рассверлите отверстие втулки. При аккуратном выполнении этой работы вы получите отверстие, в котором шток будет двигаться легко, но почти без зазора. В качестве смазки можно применить графит от карандаша.

Отрезание кольца от пластиковой бутылки

Пушечное сверло и его работа

Изготовление поршня без помощи токарного станка: 1 - силовой цилиндр; 2 - жестяная вставка

Схема простейшего станка для резки пенопласта: 1 - трансформатор 12/220В с изолированной вторичной обмоткой; 2 - нихромовая проволока

Силовой цилиндр сделайте из куска латунной гильзы от патрона для охотничьего ружья. Коли крышка латунная, то гильзу можно к ней припаять. Если алюминиевая - припаяйте к гильзе жестяной фланец и прикрутите к крышке винтами-саморезами.

Поршень лучше выточить на токарном станке, но, если станка нет, можно спаять его из жести. Для этого отрежьте полоску жести и несколько раз протяните ее вокруг гладкого стержня. В результате она приобретет упругость и способность сворачиваться в спираль. Вставьте два куска такой спирали в гильзу и, постепенно выдвигая, пропаяйте в ней шов. К получившемуся цилиндрику припаяйте крышку, опилите, просверлите отверстие, и у вас получится поршень.

Вытеснитель вырежьте из пенопласта при помощи раскаленной нихромовой проволоки. (Нихром можно взять от старого паяльника.) Схема приспособления для изготовления вытеснителя показана на рисунке.

Поршень и шток вытеснителя, как уже сказано, соединяются с кривошипом при помощи шатунов.

Коленчатый вал выгибается из стальной проволоки. Он установлен на жестяных стойках. На одном его конце закрепите подходящий пропеллер. Чтобы избежать продольного сдвига вала, наденьте на него муфты с винтами от детского конструктора.

Автор: Л.Ильин

 Рекомендуем интересные статьи раздела Детская научная лаборатория:

▪ О Луне, ртути и землетрясениях

▪ Измерение влажности

▪ Вызови тучу

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Игровой монитор LG 27GS95QE 07.02.2024 Компания LG, ведущий производитель электроники из Южной Кореи, представила свой новый продукт - игровой монитор LG 27GS95QE с OLED-дисплеем. Новый монитор обладает разрешением 2K и впечатляющей частотой обновления дисплея на уровне 240 Гц. Одной из ключевых характеристик устройства является пиковая яркость, достигающая 1000 нит, обеспечивающая превосходное качество изображения даже в ярких условиях освещения. Монитор LG 27GS95QE предлагает игрокам высокое качество изображения, плавный геймплей и широкие возможности подключения устройств, делая его привлекательным выбором для тех, кто ценит качество и производительность в игровых сессиях. LG 27GS95QE обладает чрезвычайно быстрым временем отклика GtG в размере 0,03 мс и соответствует стандартам DisplayHDR True Black 400, что обеспечивает геймерам реалистичную графику и превосходную четкость изображения. Монитор также покрывает 98,5% цветовой гаммы DCI-P3, обеспечивая максимально точное воспроизведение цветов. Новинка поддерживает технологии AMD FreeSync Premium и NVIDIA G-Sync, что обеспечивает плавный геймплей и устраняет разрывы в изображении. Интерфейсы HDMI 2.1 и 4-полюсный интерфейс для наушников делают монитор удобным для подключения различных устройств. Цена нового монитора составляет $844.

Другие интересные новости:

▪ Внешний накопитель DashDrive Durable HD650 для экстрималов

▪ Перемещение предметов лучами света

▪ Космическая разведка США

▪ Новые программируемые многоканальные 16-/14-битные АЦП

▪ Причины мужского живота

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Марк Аврелий Антонин. Знаменитые афоризмы

▪ статья Каким спортсменам нельзя желать попутного ветра? Подробный ответ

▪ статья Комитеты (комиссии) по охране труда

▪ статья Смолы, сургуч. Простые рецепты и советы

▪ статья Фокус с циферблатом. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026