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:

▪ Вечный двигатель на вечной мерзлоте

▪ Почему показания стрелки компаса могут быть ненадежными

▪ Какого цвета небо?

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Шум бактерии 28.04.2022 Команда ученого Фарбода Алиджани из Делфтского технологического университета уловила шум, который издают бактерии, при первоначальном исследовании основ физической механики графена. Графен - это форма углерода, состоящая из одного слоя атомов, также известная как чудо-материал. Он очень прочный, с хорошими электрическими и механическими свойствами, а также чрезвычайно чувствителен к внешним силам. Эта анимация показывает, как графеновый барабан может воспроизводить звуки бактерий. Звук прекращается, когда бактерия уничтожается антибиотиком. Когда одна бактерия прилипает к поверхности графенового барабана, она генерирует случайные колебания с амплитудой всего в несколько нанометров, которые можно было бы обнаружить. Ученые смогли слышать звук единственной бактерии! Чтобы понять, насколько крохотны эти удары жгутика по графену, стоит сказать, что они как минимум в 10 миллиардов раз меньше, чем удар боксера при достижении боксерской груши. Тем не менее, эти наноразмерные биты можно преобразовать в звуковые дорожки и прослушать - и как же это круто. Ученые утверждают, что данное исследование имеет огромное значение для выявления устойчивости к антибиотикам. При этом результаты эксперимента были однозначными: если бактерии были устойчивы к антибиотику, колебания просто продолжались на том же уровне. Когда бактерии были восприимчивы к препарату, колебания уменьшались до одного-двух часов, но затем они полностью исчезали. Благодаря высокой чувствительности графеновых барабанов это явление можно обнаружить, используя всего одну ячейку. "В будущем мы стремимся оптимизировать нашу платформу чувствительности одноклеточных графеновых антибиотиков и проверить ее на различных патогенных образцах. Так что в конечном итоге его можно будет использовать в качестве эффективного диагностического инструментария для быстрого выявления устойчивости к антибиотикам в клинической практике", - отметили ученые.

Другие интересные новости:

▪ Аккумуляторная батарея двойного использования

▪ Противовоспалительные средства помогают от депрессии

▪ Плесени открытый космос нипочем

▪ Пуля с дистанционным взрывателем

▪ Автомобиль с защитой от пьяного водителя

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Страшно жить на этом свете, в нем отсутствует уют. Крылатое выражение

▪ статья Что такое ботулизм? Подробный ответ

▪ статья Сорго. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Музыкальный звонок, который умеет все на базе микропроцессора Z80. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простое зарядное устройство для аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025