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:

▪ Определимся без гироскопа

▪ Барометр из лампочки

▪ Из каких газов состоит воздух

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Тревога помогает учиться 08.09.2017 Хорошо ли будет учиться школьник или плохо, зависит от массы вещей. Например, у него дома может быть не все в порядке, а проблемы в семье не способствуют академическим успехам. Или же он - или она - могут оказаться непоседливыми и невнимательными, и больше интересоваться, так сказать, социальной жизнью, а не школьными предметами. Наконец, есть такие вещи, как депрессия и тревожность. Конечно, когда речь идет о высшей нервной деятельности, о психике человека, то такие факторы оказываются взаимосвязанными. Однако не всегда те же тревожность и депрессия происходят из-за проблем в семье или из-за проблем с товарищами. И психологи с помощью методов математической статистики вполне способны рассмотреть, как разные внешние и внутренние факторы по отдельности влияют на нашу жизнь. Исследователи из Монреальского университета проанализировали, как тревожность и депрессия сказываются на успехах учащихся средних школ в Квебеке. Авторы работы наблюдали за учебными успехами почти пяти тысяч школьников - некоторые из них так и не смогли окончить среднюю школу в нормальный срок. Ожидалось, что зависимость от тревожности тут будет простая: чем более тревожным человек вошел в школу, тем больше вероятность, что он ее не закончит. На деле же оказалось, что лучше всего обстояли дела у учеников со средней тревожностью. Чаще всего отчисляли тех, кто вообще мало о чем тревожился - они покидали школу на 40% чаще тех, у кого тревожность была на среднем уровне; что до тех, кто был слишком тревожным, то их отчисляли на 30% чаще, чем "среднетревожных". Странная зависимость учебы от тревожности не была связана ни с социоэкономическими обстоятельствами, ни с какими-то поведенческими особенностями учеников. Вред от высокой тревожности интуитивно понятен - она просто не дает сосредоточиться на занятиях. Что до низкой тревожности, то авторы работы полагают, что такие ученики вообще не беспокоятся насчет учебы. Понятно, что для того, чтобы хорошо заниматься, нужен хоть какой-то интерес к тому, что ты учишь, но интерес к предмету и процессу обучения неизбежно сопряжен пусть с небольшим, но все-таки стрессом. Поэтому и получается, что у учеников со средней тревожностью шансов окончить школу было больше. С депрессией все тоже оказалось непросто - выяснилось, что сильнее всего она вредит тем, кто хорошо учится. То есть если человек хорошо проявил себя в первое время, а потом с ним случилась депрессия, то его последующий провал окажется более глубоким - по сравнению с теми, которые и без депрессии учились не блестяще.

Другие интересные новости:

▪ Роботизированная нога на базе искусственных мышц

▪ Видеозапись предметов поможет подслушать разговор

▪ Intel разрабатывает свой Centrino-ноутбук

▪ Кролики угрожают историческому наследию

▪ Умная почва сама себя поливает и подкармливает

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Пыль веков. Крылатое выражение

▪ статья В чем разница между ураганом и смерчем? Подробный ответ

▪ статья Бухгалтер по учету капитальных вложений. Должностная инструкция

▪ статья Средства для одновременного отбеливания и стирки. Простые рецепты и советы

▪ статья Стабилизаторы напряжения с регулирующим транзистором в минусовом проводе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026