Uttrycket "ångmaskin" påminner ofta om ångmotorn på ett Stanley Steamer -lok eller en bil, men dessa maskiner har många fler användningsområden än bara transport. Ångmaskinen, som först uppfanns i sin mest grundläggande form för ungefär två årtusenden sedan, har blivit den huvudsakliga energikällan under de senaste tre århundradena, med ångturbiner som för närvarande producerar 80% av världens elektriska energi eller mer. För att förstå mer om de fysiska krafterna som arbetar i en ångmaskin, bygg din egen ångmaskin med material du har hemma med en av metoderna i den här artikeln! Se steg 1 nedan för att komma igång.
Steg
Metod 1 av 2: Gör en ångmotor av en läskburk (för barn)
Steg 1. Skär aluminiumburkarna cirka 6,35 cm
Använd blyskär eller stor sax för att göra snygga horisontella snitt ca 1/3 av burken från botten.
Steg 2. Vik och tryck på bitens omkrets med en tång
Vik omkretsen på formen som har skurits något inåt så att kanterna inte blir vassa. Var försiktig så att du inte skadar dig själv när du gör detta.
Steg 3. Tryck på burkens botten inifrån för att platta ut den
De flesta läskburkar har en cirkulär bas som böjer sig in i burkens inre. Tryck ut krökningen på burkens botten genom att platta ut den med fingret eller genom att använda botten av ett litet glas eller en burk för att jämna ut den.
Steg 4. Gör två hål i motsatta riktningar i burken på ett avstånd av 1,3 cm från toppen
Du kan använda ett hålslag för att göra detta, eller så kan du slå hål med en spik och hammare. Du behöver en håldiameter större än 3,2 mm.
Steg 5. Placera telyset i mitten av burken
Pressa folien och lägg den under och runt ljuset för att hålla vaxet på plats. Te tända ljus har små tennbehållare, så vaxet kommer inte att smälta och spilla över aluminiumburk.
Steg 6. Rulla mitten av kopparslangen 15, 3-20, 3 cm lång i en penna två till tre gånger för att göra en spole
1/8-tums slangen rullar enkelt runt pennan. Du måste tillhandahålla tillräckligt med lindad slang för att glida genom de två hålen i toppen av burken, plus cirka 5 tum (5,1 cm) rak slang på varje sida.
Steg 7. För in båda ändarna av slangen genom hålen i burken
Ordna så att spolen är på ljusveken. Se till att längden på den raka slangen som kommer ut på varje sida av burken är densamma.
Steg 8. Böj ut båda ändarna av slangen med en tång för att få en 90 graders vinkel
Böj den raka delen av slangen så att den går i motsatta riktningar på varje sida av burken. Böj den sedan igen så att de rör vid botten av burken. I så fall bör spiraldelen av slangen vara i mitten av ljuset och slangarna på båda sidor av burken nedåt.
Steg 9. Lägg burken i ett vattenfat med båda ändarna av slangen nedsänkt i vattnet
Ditt "skepp" ska flyta bekvämt. Om slangänden inte vidrör vattnet, lägg till lite vikt så att burken blir lägre under vattnet, men var försiktig så att den inte sjunker.
Steg 10. Fyll slangen med vatten
Det enklaste sättet att göra detta är att du kan placera ena änden av slangen i vattnet och suga den andra änden så att vattnet rinner genom slangen. Ett annat sätt är att hålla nere ett slanghål med fingret och sätta in vatten från kranen till den öppna änden.
Steg 11. Tänd ljuset
Med tiden kommer vattnet i slangen att värmas upp och börja koka. När vattnet blir ånga blir slangens två öppna ändar som en”jetmotor”, vilket får burken att virvla runt i bassängen.
Metod 2 av 2: Gör en ångmotor av en färgburk (för vuxna)
Steg 1. Gör ett rektangulärt hål nära botten av gallonfärgburk
Markera en 1 x 5 cm rektangel horisontellt på burkens sida nära botten.
Observera att för dessa färgburkar (och alla burkar som används) måste du se till att endast färgburkar någonsin har hållit latexfärg och måste tvättas noggrant med tvål och vatten före användning
Steg 2. Skär aluminiumnätet 12 x 24 cm
Böj 6 cm av nätet på båda sidor av 24 cm -sektionen för att bilda en 90. vinkelo. Detta skapar en 12 x 12 cm fyrkantig "plattform" med 6 cm "ben". Placera detta nät i färgburk, placera "benen" nedåt, parallellt med kanterna på hålet du gjorde.
Steg 3. Gör ventilationshål i lockets halvcirkel
Senare kommer du att bränna kolet i den här burken för att driva din ångmotor. Om kolet inte har en stabil syretillförsel brinner det inte ordentligt. Gör ventilationshål genom att slå hål runt locket med halvcirkelformade hål.
Dessa ventilationshål bör vara cirka 1 cm i diameter
Steg 4. Gör en spole av kopparslang. Ta en mjuk kopparslang med en diameter på 0,6 cm och mäta 30 cm från slutet
Från denna punkt, rulla slangen till fem spolar med en diameter på 12 cm. Rulla de återstående i 15 8 cm i diameter spolar. Du har cirka 20 cm kvar.
Steg 5. För in båda ändarna av slangen genom ventilationshålen i burklocket
Böj slangens två ändar så att de båda är vända uppåt och sätt in varje ände av slangen i ventilationshålet på burkens lock tills änden dyker upp. Om slangen inte är tillräckligt lång kan du behöva ta bort en av spolarna.
Steg 6. Lägg rullarna och kolen i burken
Lägg rullen på nätmattan. Fyll utrymmet runt och inuti rullens omkrets med kolbriketter. Stäng burken ordentligt.
Steg 7. Borra ett slanghål i den mindre färgburk
Borra ett hål på 1 cm i diameter i mitten av locket på en kvart gallonburk. På burkens sidor, borra ytterligare två hål med en diameter på 1 cm - ett nära botten och ett upptill nära locket.
Steg 8. För in korkplastslangen i sidan av den lilla burken
Använd änden av kopparslangen för att göra ett hål i mitten av de två korkarna. För in en 25 cm lång, hård plastslang i en av korkarna och 10 cm i den andra så att den sitter tätt och sträcker sig något från den andra änden av korken. För in korken med den längre slangen i det nedre hålet på den lilla burken och korken med den kortare slangen i det övre hålet. Dra åt slangarna på båda korkarna med hjälp av slangklämmor.
Steg 9. Anslut den stora konserverade kopparslangen till den lilla förtannade plastslangen
Placera den lilla burken ovanpå den stora burken med korkslangen i motsatt riktning mot ventilationsöppningen på hälften av det stora burklocket. Använd aluminiumtejp för att fästa plastslangens nedre ände på kopparslangen som sträcker sig från ventilen på den stora tennan. Fäst sedan korkplastslangen på toppen av den lilla burken på kopparslangen som sträcker sig från den stora burken på samma sätt.
Steg 10. För in kopparröret i en kopplingsdosa
Använd hammare och skruvmejsel för att slå hål i mitten av den elektriska kopplingsdosan. Ta strömkabelklämman som sitter i kopplingsdosan. För in 15 cm kopparrör 1,3 cm i diameter genom kabelklämman som togs, dra åt kabelklämman som togs till kopparröret utanför kopplingsdosan så att röret fastnade några centimeter ovanför kopplingsdosan. Slå hålrummet i slutet av röret nedåt med en hammare för att begränsa hålet. För in änden av röret med det smala hålrummet genom locket på den lilla burken.
Steg 11. Sätt in grillspetten i träpinnen
Ta en vanlig grillspett och sätt in den i en ihålig trästång 1,5 cm lång och 0,95 cm i diameter. Placera pluggstången och grillspetten i kopparröret i kopplingsdosan så att grillspetten är uppåt.
Grillpinnar och pluggar kommer att bli "kolvar" när motorn går. För att göra kolvrörelsen lätt att se kan du behöva sätta en "flagga" på ett grillspett
Steg 12. Förbered maskinen för drift
Ta först bort kolvkopplingslådan från toppen av den lilla burken och fyll den lilla burken med vatten så att den kan rinna mot kopparslingorna tills vattnet fyller 2/3 av den lilla burken. Kontrollera alla kontakter för läckage och se till att alla anslutningar är täta. Säkra locken på de två burkarna med en hammare. Återför kopplingsboxen till punkten på den lilla plåtsäcken.
Steg 13. Kör motorn
Smula ihop gamla tidningsrullar och lägg dem i det aluminiummaskade utrymmet längst ner på maskinen. Låt briketterna brinna i cirka 20-30 minuter när kolen brinner. Så länge vattnet i rullen är uppvärmt kommer ångan att släppa ut i den övre burken. När denna ånga når tillräckligt med tryck kommer den att trycka upp pluggen och grillspetten. Efter att trycket släppts kommer kolven att återgå till botten på grund av tyngdkraften. Minska grillspettens längd så mycket som behövs för att minska kolvens vikt - ju lättare den är, desto oftare går kolven upp. Försök att minska grillspettens längd till den punkt där kolven "rör sig" i jämn takt.
Du kan påskynda bränningsprocessen med en hårtork som du pekar genom ventilen
Steg 14. Var försiktig
Det säger sig självt att en självtillverkad ångmotor kräver noggrann hantering och drift. Kör aldrig en ångmaskin inomhus. Placera den inte nära brännbara material som torra löv eller hängande löv. Används endast på hårda, obrännbara ytor som betong. Om du arbetar med barn, se till att en vuxen tittar på dem hela tiden. Låt inte barn eller ungdomar närma sig motorn medan kolet brinner. Om du inte är säker på hur varm motorn är, antar du att den är för varm för att röra vid.
Se också till att ånga kan släppa ut genom den översta "pannan". Om kolven fastnar av någon anledning kan det byggas upp tryck i den lilla burken. I värsta fall kan ångmaskinen explodera och kan bli mycket farlig.
Tips
Placera läskburkens ångmaskin i ett plastkärl, med båda slangarna vända bakåt och i vattnet för att göra en ångdriven leksak. Du kan göra en enkel båtform av en läskflaska av plast eller tvålflaska för ett”miljövänligt” projekt
Varning
- Du måste underhålla maskinen när den inte används. Rikta inte slangens spets mot någon eftersom het ånga eller vatten kan orsaka en brännande känsla.
- Anslut inte kopparslangen på något annat sätt än att sänka ändarna i vatten. Även om det är sällsynt kan överdrivet tryck orsaka att slangen spricker och orsakar skada.
- Var noga med att använda tång, tång eller ugnsvantar för att hålla maskinen medan den är i drift.
- Försök inte bygga en mer komplicerad ångmotor med en panna om du inte förstår hur den fungerar. En pannsexplosion, hur liten som helst, kan orsaka skada.
