Im cieplej, tym chłodniej. Rysunek, opis

DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
Darmowa biblioteka / Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Im cieplej, tym chłodniej. Laboratorium naukowe dla dzieci

Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Wszyscy wiedzą: do pracy wentylatora stołowego potrzebna jest sieć elektryczna lub przynajmniej bateria. Ale nie zawsze.

Wentylator został wykonany przez uczniów szkoły technicznej japońskiego inżyniera Koishi Hirata.

Im cieplej, tym chłodniej
To stirling jest zasilane przez ręczne ciepło.

Im cieplej, tym chłodniej
Wentylator zasilany świecą

Im cieplej, tym chłodniej
...a ten potrzebuje do pracy filiżanki kawy

Urządzenie jest bardzo eleganckie z technicznego punktu widzenia i wcale nie jest bezużyteczne. Można go zabrać na wycieczkę i postawić pod namiot, używać w domu na działce ogrodowej, gdzie nie ma prądu. Jeśli weźmiemy też pod uwagę, że jedna trzecia ludzkości żyje dziś lampami naftowymi, to wentylator zasilany świecą musi mieć ogromny rynek zbytu.

Silnik wentylatora składa się z dwóch cylindrów. Jednym z nich, nazwijmy go głównym, jest płaskie, cylindryczne pudełko. Jej spód ogrzewany jest świecą, a górna pokrywa oddaje ciepło do otaczającego powietrza. Pokrywa i spód wykonane są z metali dobrze przewodzących ciepło, takich jak miedź czy mosiądz.

Łącząca je cylindryczna ścianka wykonana jest na przykład z materiałów słabo przewodzących ciepło, takich jak szkło czy plastik.

Na pokrywie zamontowany jest cylinder napędowy, którego tłok jest połączony z jedną z korb wału korbowego za pomocą korbowodu.

Wewnątrz pudełka znajduje się piankowy wypieracz. Jego pręt jest połączony z drugą korbą wału korbowego. Obie te korby są umieszczone względem siebie pod kątem 90°.

Im cieplej, tym chłodniej
Urządzenie wentylatorowe: 1 - śmigło; 2 - wał korbowy; 3 - korbowód wypornika; 4 - sprzęgło; 5 - korbowód; 6 - cylinder mocy; 7 - tuleja; 8 - wypieracz

Oto jak pracuje silnik. Wyobraź sobie, że w pierwszej chwili tłok cylindra mocy znajduje się w dolnym martwym punkcie (1). W tym przypadku pływak, połączony za pomocą korbowodu z inną korbą, znajdzie się w położeniu środkowym.

Powietrze pod nim nagrzeje się i rozszerzy. Spowoduje to podniesienie się tłoka cylindra mocy, wykonując pracę (2). W tym samym czasie wypornik zacznie przesuwać się do skrajnego górnego położenia, a proces nagrzewania będzie przebiegał jeszcze szybciej.

Wkrótce tłok napędowy osiągnie swój górny martwy punkt (3). Wypornik ponownie znajdzie się w położeniu środkowym. (Zauważ, że jego ruch prawie nie wymaga pracy, ponieważ powietrze dzięki szczelinie swobodnie przepływa wokół jego krawędzi.)

Gdy wypornik znajdzie się na dole (4), rozpocznie się chłodzenie powietrzem przez górną pokrywę cylindra. Ciśnienie spadnie i tłok zacznie przesuwać się w kierunku dolnego martwego punktu. I tak bez końca. Najtrudniejszą częścią silnika jest cylinder główny złożony z dwóch płytek, skręconych śrubami i nakrętkami, pomiędzy którymi umieszczony jest plastikowy pierścień o średnicy 120 mm. Można go odciąć od butelki po wodzie mineralnej. Krawędzie pierścienia muszą być idealnie równe i równoległe do siebie, w przeciwnym razie nie uzyska się szczelności cylindra. (Aby starannie odciąć pierścień, lepiej wykonać najprostsze urządzenie tnące pokazane na rysunku.)

Im cieplej, tym chłodniej
Zasada działania silnika Stirlinga

Dolną i górną płytę - pokrywę cylindra głównego - najlepiej wykonać z mosiądzu lub aluminium o grubości 1 - 2 mm. Nie warto stosować stali, zwłaszcza stali nierdzewnej, ze względu na jej niską przewodność cieplną.

Każda pokrywa ma sześć otworów na śruby 3 mm, a na górze znajdują się dwa dodatkowe otwory. Jeden przeznaczony jest do tulei, przez którą musi przejść tłok wyporowy, drugi do montażu siłownika.

Jako tulejkę na pręt cylindra możesz użyć kawałka ołówka, z którego wyjęto pręt grafitowy. Weź krótką igłę dziewiarską jako pręt wypierający.

Jeżeli jego średnica jest większa niż średnica otworu, wykonaj z niego tzw. „wiertło armatnie”. Włóż go do wiertarki i wierć otwór w tulei przy niskich prędkościach. Jeśli ta praca zostanie wykonana ostrożnie, otrzymasz otwór, w którym łodyga będzie się łatwo poruszać, ale prawie bez luzu. Grafit z ołówka można stosować jako smar.

Im cieplej, tym chłodniej
Odcięcie pierścienia z plastikowej butelki

Im cieplej, tym chłodniej
Wiertło armatnie i jego działanie

Im cieplej, tym chłodniej
Wykonanie tłoka bez pomocy tokarki: 1 - cylinder napędowy; 2 - wkładka blaszana

Im cieplej, tym chłodniej
Schemat najprostszej maszyny do cięcia pianki: transformator 1 - 12/220V z izolowanym uzwojeniem wtórnym; 2 - drut nichromowy

Wykonaj cylinder mocy z kawałka mosiężnej tulei z naboju do karabinu myśliwskiego. Jeśli pokrywa jest mosiężna, można do niej przylutować tuleję. Jeśli aluminium - przylutuj kołnierz cynowy do tulei i przykręć go do pokrywy za pomocą wkrętów samogwintujących.

Lepiej jest obrócić tłok na tokarce, ale jeśli nie ma maszyny, można go przylutować z cyny. W tym celu odetnij pasek blachy i naciągnij go kilka razy wokół gładkiego pręta. W rezultacie nabierze elastyczności i zdolności do zwijania się w spiralę. Włóż dwa kawałki takiej spirali do tulei i stopniowo ją wypychając, przylutuj w niej szew. Przylutuj pokrywę do powstałego cylindra, trocin, wywierć otwór, a będziesz miał tłok.

Wytnij wypornik z pianki za pomocą gorącego drutu nichromowego. (Nichrom można pobrać ze starej lutownicy.) Schemat urządzenia do wytwarzania wypieracza pokazano na rysunku.

Tłok i tłoczysko, jak już wspomniano, są połączone z korbą za pomocą korbowodów.

Wał korbowy jest wygięty z drutu stalowego. Montowany jest na stojakach blaszanych. Na jednym końcu zamocuj odpowiednie śmigło. Aby uniknąć przesunięcia wzdłużnego wału, załóż na niego sprzęgła ze śrubami od konstruktora dziecięcego.

Autor: L.Ilyin

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Laboratorium Naukowe dla Dzieci:

▪ Perpetum mobile na wiecznej zmarzlinie

▪ koło pneumatyczne

▪ mini mikroskop

Zobacz inne artykuły Sekcja Laboratorium Naukowe dla Dzieci.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Robot przebiegł 5 km bez zatrzymywania się 01.08.2021

Specjaliści z Laboratorium Dynamics Robotics zorganizowali 5-kilometrowy maraton robotów Cassie. Udało mu się pokonać dystans bez zatrzymywania się, aby się naładować. Z jednej strony wiadomość jest przyjemna – technologie wkraczają na nowy poziom, z drugiej zaś straszna – nawet sportowiec nie będzie mógł się przed takim mechanizmem ukryć.

Inżynierowie firmy pracowali przez dwa lata nad stworzeniem „dwunożnego” rozwoju. Wydaje się, że podczas jego budowy inspirowali się wizerunkiem strusia: przynajmniej zewnętrznie Cassie bardzo przypomina członka strusiej rodziny. Zgodnie z wynikami testu stało się jasne, że robot jest w stanie z powodzeniem pokonywać różne przeszkody na swojej drodze.

W pewnym momencie uległ awarii i zatrzymał: specjaliści musieli poświęcić około 6 minut, aby wyeliminować problem techniczny. Przegrzany komputer spowodował awarię, a niefortunny obrót Cassie doprowadził do jego upadku. Ale te kłopoty w żaden sposób nie przeszkadzały producentowi: firma jest przekonana, że osiągnęły maksimum i limit możliwości maszyny.

Ruch robota stał się możliwy dzięki wprowadzeniu algorytmów głębokiego uczenia. Rozwój technologiczny pozwala samochodowi na analizę rodzaju i stanu nawierzchni podczas jazdy. Dzięki tej zdolności robot balansuje i zawsze pozostaje w pozycji pionowej, nawet w trudnych warunkach.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nawigator rozumiejący mowę naturalną

▪ Nowa technologia zwiększa jasność LED siedmiokrotnie

▪ Inteligentny materac Xiaomi

▪ Światłowód dla kwantowego internetu

▪ Technologia trójwymiarowego obrazowania komórek i tkanek pod skórą

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Urządzenia różnicowoprądowe. Wybór artykułu

▪ artykuł Znani ludzie. Podręcznik krzyżówki

▪ artykuł Jaki był zwrot z portfela inwestycyjnego zestawionego przez cyrkową małpę? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kompozycja funkcjonalna telewizorów Tamashi. Informator

▪ artykuł Tłuszcz do włosów. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Główne typy sekwencji kodowych współczesnych systemów łączności i nawigacji. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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