Silniki słoneczne do modeli. Rysunek, opis

MODELOWANIE
Darmowa biblioteka / Katalog / Modelowanie

Silniki słoneczne do modeli. Wskazówki dla modelarza

Modelowanie

Katalog / Sprzęt do sterowania radiowego

Pracując nad modelem – czy to statkiem, czy modelem samolotu – młody konstruktor musi rozwiązać wiele pytań, a jednym z nich jest to, jaki silnik zamontować. Najprostszy jest mechaniczny, zasilany energią naciągniętej gumki lub skręconej stalowej sprężyny. Miniaturowe silniki elektryczne zasilane źródłami chemicznymi (baterie lub akumulatory) oraz miniaturowe silniki spalinowe to już bardziej złożone konstrukcje.

Oprócz zalet, każdy z tych dysków ma wady. W rzeczywistości silniki wykorzystujące energię naciągniętej gumy lub skręconej sprężyny muszą zostać ponownie uruchomione po zatrzymaniu modelu. Silniki elektryczne działają również przez krótki czas. Baterie lub akumulatory „wyczerpią się” i model się zatrzyma. Jeszcze więcej uwagi wymagają silniki spalinowe. A wszystko przez paliwo. Paliwo jest - model się porusza, nie - zatrzymuje się.

Istnieje jednak inny, być może już zapomniany, sposób prowadzenia modeli. Nie wymaga magazynowania energii mechanicznej, źródeł chemicznych ani benzyny.

W upalny dzień bezpośrednie światło słoneczne nagrzewa powierzchnię gleby, dachy domów i asfalt dróg. Niewidzialne promienie cieplne ogrzewają powietrze i wodę, a wszystko to jest blisko, wokół nas. Energii, która może wprawić w ruch różne mechanizmy.

Dziś proponujemy zapoznanie się z trzema niezwykłymi silnikami.

Bez zużywania paliwa każdy z nich może wykonać użyteczną pracę. Ale nie myślcie, że są to perpetuum mobile. Sekret ich działania jest prosty. Wał obraca energię promieni słonecznych. W przeciwieństwie do większości znanych instalacji słonecznych, w których energia słoneczna jest zamieniana na energię mechaniczną tylko za pomocą urządzeń pośredniczących, w tych silnikach cykl przemiany "światło - rotacja" realizowany jest w jednej instalacji.

Rozważ najprostszy silnik słoneczny, którego projekt zaproponował wynalazca D. Pasechnyuk. Spójrz na rysunek. Cylindryczne naczynie, pomalowane z zewnątrz czarną farbą, zamocowane jest na sztywnym stojaku. W częściach końcowych wycinane są otwory o różnych średnicach. Do środka od strony większego otworu wsunięty jest rotor z dwoma kołami wielołopatkowymi. Ostrza w nich są nachylone w tym samym kierunku i pod tym samym kątem. Wał wirnika obraca się na łożyskach.

Silniki słoneczne do modeli

Silnik Pasechnyuka działa w ten sposób. Promienie słoneczne padające na czarną powierzchnię naczynia ogrzewają znajdujące się w nim powietrze. Ciśnienie w naczyniu wzrasta, podczas gdy od wewnątrz działa jednakowo na oba koła.

Ale koła mają różne średnice. Dlatego moment obrotowy dużego koła będzie większy niż moment obrotowy małego koła. Łopatki dużego koła, przypominające łopatki wentylatora, będą w sposób ciągły wypompowywały część ogrzanego powietrza z naczynia. Ale natura nie toleruje pustki, dlatego jednocześnie zimne powietrze z atmosfery będzie zasysane do kocydu przez małe koło. Wewnątrz nagrzeje się i wyjdzie ponownie, ale z przeciwnego końca. Tak więc, jak wentylator, ten bezpaliwowy silnik działa.

Taki silnik można zrobić dość szybko.Puszka o pojemności 4-5 litrów, na przykład z koncentratu pomidorowego, nadaje się jako naczynie. Ostrożnie wytnij otwór o średnicy 60-80 mm w jednym dnie. Wyjmij zawartość słoika. Dokładnie spłucz ściany wewnętrzne. W drugim dnie wytnij otwór o średnicy 30-40 mm. Pomaluj słoik na czarno. Weź płaską miedzianą rurkę. Przylutuj do niego cynowe ostrza. Włóż rotor z ostrzami do wnętrza naczynia. Umieść na nim łożyska i zamocuj je na wspornikach. Silnik jest gotowy.

Silnik zaprojektowany przez T. Burova ma wydajność. nieco wyższy niż silnika D. Pasechnyuka. Jako substancja robocza wykorzystuje nie powietrze, ale wodę. Spójrz na rysunek. Jego zasada działania opiera się na zmianie sprężystości pary wodnej pod wpływem ogrzewania i chłodzenia. Rozważ zamknięty system składający się z dwóch puszek połączonych rurką. Na przykład szczyt. Tutaj jeden brzeg jest w cieniu pod osłoną ekranu, a drugi jest oświetlony promieniami słońca. Promienie ogrzewają czarną powierzchnię ściany. Temperatura wody w słoiku wzrasta. Woda zaczyna parować, a ciśnienie w słoiku wzrasta. Zgodnie z prawem naczyń połączonych, ciśnienie zarówno w nagrzanych, jak i jeszcze zimnych słoikach będzie miało tendencję do równoważenia się. Pod działaniem nadciśnienia część cieczy z podgrzanej puszki jest wypychana przez rurkę do zimnej. Redystrybucja wody w naczyniach doprowadzi do stanu niezrównoważenia, w którym lewa strona wirnika będzie cięższa niż prawa. Wirnik zacznie się obracać.

Silniki słoneczne do modeli

Możesz również zrobić taki silnik z improwizowanych materiałów. Weź puszki, na przykład ze skondensowanego mleka. Zrób dziurę z boku. Odcedź zawartość i wypłucz słoik. Zrób kolejny otwór po przeciwnej stronie. Następnie weź miedziane rurki o długości 350 mm. Wywierć w nich otwory na każdym końcu na długości 60 mm. Zegnij rurki na środku i włóż końce do słoików. Ostrożnie przylutuj miejsca wejścia i wyjścia rurek z puszek grubą warstwą lutu. Pomaluj słoiki na czarno. Wlej 400 cm3 wody do słoików przez jeden z otwartych końców rurki. Użyj nożyc do drutu, aby ścisnąć końce rurek i przylutować spłaszczone połączenia.

Wirnik składa się z trzech lub czterech par połączonych w ten sposób puszek. Przylutuj punkty zgięcia do miedzianego wału. Załóż ochronny kartonowy ekran na górze. Silnik jest gotowy do pracy.

Ustaw oś obrotu wirnika tak, aby promienie słoneczne oświetlały powierzchnię wszystkich puszek znajdujących się po prawej stronie. Wirnik zacznie obracać się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Aby wyregulować cień, ekran można obracać i przechylać, jak pokazano na rysunku. Poprawi to osiągi silnika. Przesuwając ekran w jednym lub drugim kierunku, możesz zmienić kierunek obrotu wirnika.

Moc silnika T. Burova można znacznie zwiększyć, stosując dwu-, a nawet trzyrzędową konstrukcję puszek o dużej pojemności. Banki należy ustawić tak, aby każdy z nich (oczywiście od strony otwartej) był równomiernie nagrzewany promieniami słonecznymi.

W przeciwieństwie do dwóch rozważanych już silników słonecznych, ostatni, trzeci, jest bardziej wydajny. Jego projekt został zaproponowany przez amerykańskich naukowców.

Zasada działania tego silnika przypomina działanie silnika spalinowego. Ma zarówno cylinder, jak i tłok, ale tylko górna wnęka nad tłokiem roboczym jest większa. Ma też inny tłok, zwany wypieraczem. To prawda, że \uXNUMXb\uXNUMXbbardziej przypomina filtr niż tłok. Górna część pływaka pokryta jest siatką drucianą pomalowaną na czarno. W etui ma pionowy stożkowy kroplownik, zatkany cienkim miedzianym drutem. Zarówno tłok, jak i wypornik są przymocowane za pomocą prętów do wału korbowego, na którym osadzone jest koło zamachowe. Czynnikiem roboczym w tym silniku jest powietrze, które jest praktycznie przezroczyste dla promieni termicznych słońca.

Aby zrozumieć, jak działa silnik, rozważmy najpierw położenie, w którym pływak znajduje się w dolnym martwym punkcie, a tłok w górnym martwym punkcie. Promienie termiczne, swobodnie przechodzące przez przezroczystą kopułę, padają na siatkę. Pochłania energię cieplną i nagrzewa się. Wraz z nim powietrze jest podgrzewane, wypełniając przestrzeń między kopułą a kratką. Gdy powietrze się nagrzewa, naciska na ścianki cylindra z większą siłą. Ciśnienie atmosferyczne działa na tłok roboczy od dołu, a nadciśnienie działa od góry. W rezultacie tłok roboczy przesunie się w dół, a wypornik - w górę. Ogrzane powietrze przepływa swobodnie przez metalowy filtr wypornika i oddaje część swojego ciepła miedzianemu drutowi. Przy zwiększonej objętości komory roboczej będzie spadać temperatura, a co za tym idzie ciśnienie powietrza. Teraz ciśnienie atmosferyczne działa na tłok roboczy od dołu, nieznacznie przekraczając ciśnienie wewnątrz komory roboczej. Tłok zaczyna się poruszać w górę, a pływak w dół. Schłodzone powietrze z komory roboczej przechodzi przez rozgrzany drut miedziany, nagrzewa się i wypełnia przestrzeń pod kopułą. Silnik powraca do swojego pierwotnego stanu i cykl się powtarza.

Silniki słoneczne do modeli

Sprawność takiego silnika jest niewielka. Można go zwiększyć, jeśli do skupienia energii strumienia świetlnego zastosowany zostanie system soczewek optycznych lub luster. Wydajność wzrośnie. oraz w przypadku zastosowania podwójnego oszklenia kopuły w celu zmniejszenia strat ciepła do otaczającej przestrzeni lub zastosowania chłodzenia wodnego w celu zwiększenia różnicy temperatur w komorze roboczej.

Aby uzyskać moc jednego konia mechanicznego za pomocą silnika tej konstrukcji, konieczne jest skupienie na przezroczystej kopule strumienia światła "zebranego" z powierzchni lustra o wielkości około jednego metra kwadratowego.

A więc trzy silniki słoneczne. Z ich pomocą można uzyskać moc od setnych do jednego koni mechanicznych! Gdzie można go użyć? Oczywiście zarówno pierwszy, jak i drugi silnik, ponieważ są prostsze w produkcji, mogą być stosowane w modelach statków i samochodów. W pogodny, słoneczny dzień, nie zużywając ani grama paliwa, będą w stanie obrócić nie tylko koła napędowe samochodzików, ciężarówek i traktorów, ale także śmigła i łopaty modeli łodzi, łodzi i statków. Ważne jest, aby poprawnie wykonać silnik o dowolnych z góry określonych wymiarach.

Autor: V.Zavorotov

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Modelowanie:

▪ Wirnik

▪ Lutowanie w matrycy

▪ Latająca łódź

Zobacz inne artykuły Sekcja Modelowanie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Wyraki komunikują się za pomocą ultradźwięków 09.02.2012

Wyrak może krzyczeć, ale ty nawet o tym nie wiesz, ponieważ to niewielkie zwierzę jest jedynym znanym do tej pory naczelnym, który komunikuje się za pomocą ultradźwięków.

Naukowcy z Humboldt State University w Kalifornii byli zdziwieni faktem, że filipińskie wyraki (Tarsius syrichta) nie wydają najmniejszego dźwięku, gdy otwierają usta, jak gdyby do krzyku. Obserwacja 35 dzikich zwierząt umieszczonych przed detektorem ultradźwiękowym wykazała, że otwarcie pyska, które z boku wygląda jak ziewanie, jest w rzeczywistości przeraźliwym krzykiem, którego rejestracja jest poza możliwościami ludzkiego ucha.

Wiadomo, że niektóre naczelne potrafią wytwarzać i nagrywać dźwięki, które zawierają elementy ultradźwiękowe. Jednak do tej pory uważano, że żaden z nich nie może komunikować się za pomocą czystego ultradźwięku. Dominująca częstotliwość wywołania wyraka filipińskiego wynosi 70 kHz i jest jedną z najwyższych częstotliwości, jakie kiedykolwiek zarejestrowano w „mowie" ssaków lądowych. Wyraki rozróżniają dźwięki do 91 kHz, co znacznie przekracza możliwości ludzkiego słuchu, górna granica z czego odpowiada około 20 kHz O ile wiedzą eksperci, z wyrakami wśród ssaków konkurować mogą tylko wieloryby, delfiny, koty domowe, a także nietoperze i niektóre gryzonie.

Zdolność do emitowania i odbierania ultradźwięków pozwala wyrakom ostrzegać krewnych przed zbliżającymi się drapieżnikami, takimi jak jaszczurki, węże i ptaki, które nie są w stanie zarejestrować takich częstotliwości. „Podsłuchiwanie” owadów może również ułatwić im znalezienie pożywienia.
Eksperci zauważają, że za cichym otwarciem ust widać również innych przedstawicieli naczelnych. Dlatego dalsza analiza zagadnienia może pozbawić wyrak ich wyjątkowości.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowe synchroniczne przetwornice napięcia DC/DC

▪ AMD połączy architektury x86 i ARM w jednym procesorze

▪ Lokalizator kierunku Saab Sensor Compact

▪ Ziemia czarna skrzynka

▪ Mycie korków do wina

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Systemy akustyczne. Wybór artykułów

▪ artykuł Promieniowanie jonizujące a zapewnienie bezpieczeństwa radiacyjnego. Podstawy bezpiecznego życia

▪ artykuł Jak delfiny rozwiązują problem oddychania tlenem atmosferycznym podczas snu? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Dyrektor kreatywny. Opis pracy

▪ Artykuł z serem. Proste przepisy i porady

▪ artykuł O stabilizacji częstotliwości GPA. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn