Як зробити паровий двигун

Найчастіше при згадці "парових двигунів" на думку спадають паровози або автомобілі Стенлі Стімер, але застосування цих механізмів не обмежується перевезеннями. Парові двигуни, які вперше були створені в примітивному вигляді близько двох тисячоліть тому, за останні три сторіччя стали найбільшими джерелами електроживлення, а сьогодні парові турбіни виробляють близько 80 відсотків світової електроенергії. Щоб глибше зрозуміти природу фізичних сил, на основі яких працює такий механізм, ми рекомендуємо вам зробити свій власний паровий двигун зі звичайних матеріалів, скориставшись одним із запропонованих тут способів! Для початку переходите до Кроку 1.

Метод 1 з 2: Паровий двигун з бляшаної банки (для дітей)

1
Відріжте нижню частину алюмінієвої банки на відстань 6,35 см. За допомогою ножиць по металу рівно відріжте нижню частину алюмінієвої банки приблизно на третину висоти.
2
Загніть і притисніть ободок за допомогою плоскогубців. Щоб не було гострих країв, загніть ободок банки всередину. Виконуючи цю дію, стежте за тим, щоб не поранитися.
3
Натисніть на дно банки зсередини, щоб зробити його плоским. У більшості алюмінієвих банок з-під напоїв підставу буде круглим і вигнутим всередину. Вирівняйте дно, натиснувши на нього пальцем або скориставшись невеликим склянкою з плоским дном.
4
Виконайте два отвори в протилежних сторонах банки, відступивши 1,3 см від верху. Для виконання отворів підійде як паперовий дирокол, так і цвях з молотком. Вам будуть потрібні отвори діаметром трохи більше трьох міліметрів.
5
Додайте по центру банки маленьку греющую свічку. Скомкають фольгу і покладіть її під низ і навколо свічки, щоб вона не рухалася. Такі свічки зазвичай йдуть в спеціальних підставках, тому віск не повинен плавитися і витікати в алюмінієву банку.
6
Обмотайте центральну частину мідної трубки довжиною 15-20 см навколо олівця на 2 або 3 витка, щоб вийшов змійовик. Трубка діаметром 3 мм повинна легко згинатися навколо олівця. Вам потрібно достатня кількість зігнутої трубки, щоб протягнути поперек банки через верх, плюс додаткові прямі 5 см з кожної зі сторін.
7
Просмикніть кінці трубок в отвори в банку. Центр змійовика повинен розташуватися над гнітом свічки. Бажано, щоб прямі ділянки трубки з обох сторін банки були однакової довжини.
8
Зігніть кінці труб за допомогою плоскогубців, щоб вийшов прямий кут. Зігніть прямі ділянки трубки таким чином, щоб з різних сторін банки вони дивилися в протилежні напрямки. Потім знову зігніть їх, щоб вони опустилися нижче основи банки. Коли все буде готово, повинно вийти наступне: змієподібна частина трубки знаходиться по центру банки над свічкою і переходить у два похилих, що дивляться в протилежні сторони "сопла" з двох сторін банки.
9
Опустіть банку в миску з водою, при цьому кінці трубки повинні зануритися. Ваша "човен" повинна надійно триматися на поверхні. Якщо кінці трубки недостатньо занурені у воду, спробуйте трохи погіршити банку, але ні в якому разі не утопите її.
10
Заповніть трубку водою. Найпростішим способом буде опустити один кінець у воду і потягнути з іншого кінця як через соломинку. Також можна пальцем перекрити один вихід з трубки, а другий підставити під струмінь води з-під крана.
11
Запаліть свічку. Через час вода в трубці нагріється і закипить. По мірі перетворення в пар вона буде виходити через "сопла", в результаті чого вся банку почне обертатися в мисці.

Метод 2 з 2: Паровий двигун з банки з-під фарби (для дорослих)

1
Проріжте прямокутний отвір біля підстави чотирилітрової банки з-під фарби. Зробіть горизонтальне прямокутний отвір розміром 15 x 5 см збоку банки біля основи.
- Необхідно переконатися, що в цій банці (і в ще одній використовуваної) була тільки латексна фарба, а також ретельно вимити її мильною водою перед використанням.
2
Відріжте смужку металевої сітки 12 x 24 см. По довжині з кожного краю відігніть по 6 см під кутом 90. У вас вийти квадратна "платформа" 12 x 12 см з двома "ніжками" по 6 см. Встановіть її в банку "ніжками" вниз, вирівнявши її по краях прорізаного отвори.
3
Зробіть півколо з отворів по периметру кришки. Згодом ви будете спалювати у банку вугілля, щоб забезпечити паровий двигун теплом. При нестачі кисню вугілля буде погано горіти. Щоб у банку була необхідна вентиляція, просвердлите або пробийте в кришці кілька отворів, які утворюють півколо уздовж країв.
- В ідеалі діаметр вентиляційних отворів повинен бути близько 1 см.
4
Зробіть змійовик з мідної трубки. Візьміть близько 6 м трубки з м`якої міді діаметром 6 мм і відміряйте з одного кінця 30 см. Починаючи з цієї точки, виконайте п`ять витків діаметром 12 см. Залишилася довжину труби зігніть в 15 витків діаметром по 8 см. У вас повинно залишитися близько 20 см .
5
Пропустіть обидва кінці змійовика у вентиляційні отвори в кришці. Зігніть обидва кінці змійовика таким чином, щоб вони були спрямовані вгору і пропустіть обидва через один з отворів в кришці. Якщо довжини труби не вистачає, то буде потрібно трохи розігнути один з витоків.
6
Помістіть змійовик і деревне вугілля в банку. Помістіть змійовик на сітчасту платформу. Заповніть простір навколо і всередині змійовика деревним вугіллям. Щільно закрийте кришку.
7
Просвердлите отвори під трубку в банку меншого розміру. По центру кришки літрової банки просвердлите отвір діаметром 1 см. Збоку банки просвердлите два отвори діаметром 1 см - одне біля підстави банки, а друге над ним біля кришки.
8
Вставте закупорену пластмасову трубку в бічні отвори меншою банки. За допомогою решт мідної трубки виконайте отвори в центрі двох пробок. В одну пробку вставте жорстку пластмасову трубку довжиною 25 см, а в іншу пробку - таку ж трубку довжиною 10 см. Вони повинні щільно сидіти в пробках і трохи виглядати назовні. Вставте пробку з більш довгою трубкою в нижній отвір меншою банки, а пробку з більш короткою трубкою у верхній отвір. Закріпіть трубки в кожній пробці за допомогою хомутів.

9
З`єднайте трубку більшою банки з трубкою меншою банки. Додайте меншу банку над більшою, при цьому трубка з пробкою повинна бути спрямована в протилежний бік від вентиляційних отворів більшої банки. За допомогою металевої стрічки закріпіть трубку з нижньої пробки з трубкою, що виходить з нижньої частини мідного змійовика. Потім аналогічним чином закріпіть трубку з верхньої пробки з трубкою, що виходить з верхньої частини змійовика.
10
Вставте мідну трубку в сполучну коробку. За допомогою молотка і викрутки видаліть центральну частину круглої металевої електророзподільної коробки. Зафіксуйте хомут під електричний кабель стопорним кільцем. Вставте 15 см мідної трубки діаметром 1,3 см в хомут кабелю, щоб трубка виходила на кілька сантиметрів нижче отвори в коробці. Затупити краю цього кінця всередину за допомогою молотка. Вставте цей кінець трубки в отвір у кришці меншою банки.
11
Вставте шпажку в дюбель. Візьміть звичайну дерев`яну шпажку для барбекю і вставте її в один кінець полого дерев`яного дюбеля довжиною 1,5 см і діаметром 0,95 см. Вставте дюбель зі шпажкою в мідну трубку усередині металевої сполучної коробки таким чином, щоб шпажка була спрямована вгору.
- Під час роботи нашого двигуна шпажка і дюбель будуть діяти як "поршень". Щоб руху поршня було краще видно, можна прикріпити до нього невеликий паперовий "прапорець".
12
Підготуйте двигун до роботи. Зніміть сполучну коробку з меншою верхньої банки і заповніть верхню банку водою, дозволяючи їй виливатися в мідний змійовик, поки банку не буде заповнена водою на 2/3. Перевірте відсутність витоків у всіх місцях з`єднань. Щільно закріпіть кришки банок, застукав їх молотком. Знову встановіть сполучну коробку на місце над меншою верхньої банкою.
13
Запускайте двигун! Скомкають шматки газети і покладіть їх в простір під сіткою в нижній частині двигуна. Коли деревне вугілля розгориться, дайте йому прогоріти близько 20-30 хвилин. У міру нагрівання води в змійовику у верхній банку почне накопичуватися пар. Коли пар досягне достатнього тиску, він виштовхне дюбель і шпажку наверх. Після скидання тиску поршень опуститься вниз під дією сили тяжіння. При необхідності, зріжте частину шпажки, щоб знизити вагу поршня - чим він легше, тим частіше буде "спливати". Постарайтеся зробити шпажку такої ваги, щоб поршень "ходив" в постійному темпі.
- Можна прискорити процес горіння, посиливши приплив повітря у вентиляційні отвори феном.
14
Дотримуйтесь безпеку. Вважаємо, само собою зрозуміло, що при роботі і поводженні з саморобним паровим двигуном необхідно дотримуватися обережності. Ніколи не запускайте його в приміщенні. Ніколи не запускайте його біля таких займистих матеріалів, як сухе листя або нависають гілки дерев. Використовуйте двигун тільки на міцній негорючої поверхні начебто бетону. Якщо ви працюєте з дітьми або підлітками, то вони не повинні залишатися без нагляду. Дітям і підліткам забороняється підходити до двигуна, коли в ньому горить деревне вугілля. Якщо вам не відома температура двигуна, то вважайте, що він настільки гарячий, що до нього можна торкатися.
- Переконайтеся, що пара може виходити з верхнього "котла". Якщо з якої-небудь причини поршень застрягне, то всередині меншою банки може накопичитися тиск. При найгіршому розкладі банку може вибухнути, що дуже небезпечно.

Поради

Помістіть паровий двигун в пластмасову човен, опустивши обидва кінці в воду, щоб вийшла парова іграшка. Можна вирізати човен простої форми з пластикової пляшки з-під газованої води або відбілювача, щоб ваша іграшка вийшла більш "екологічної".

Попередження

Щоб взяти в руки працюючий двигун, використовуйте щипці, плоскогубці або прихватку.

Не намагайтеся зробити більш складний паровий двигун з котлом, якщо ви ніколи не робили його раніше. Вибух навіть невеликого котла може призвести до серйозних травм.
Якщо необхідно взяти в руки працюючий двигун, то чи не направляйте кінці трубок на людей, так як гаряча пара або вода можуть ошпарити шкіру.
Не закупорює кінці мідної трубки іншим способом, окрім занурення у воду. Малоймовірно, тим не менш, може виникнути надмірний тиск, який призведе до розриву трубки.

Що вам знадобиться

Паровий двигун з бляшаної банки

Алюмінієва банка
Ножиці по металу
Плоскогубці
Паперовий дирокол
Коротка гріюча свічка
Алюмінієва фольга
Мідна трубка діаметром 3 мм
Олівець або дерев`яний штифт
Вода
Миска

Паровий двигун з банки з-під фарби

Чотирилітрова банку (бажано невикористана або вимита мильною водою)
Літрова банка (див. Вище)
6 метрів мідної трубки діаметром 6 мм
Металева стрічка
2 пробки
Кругла металева електророзподільна коробка
Кабельний хомут, сумісний з коробкою
15 см мідної трубки діаметром 1,3 см
Металева сітка 12x24 см
35 см жорсткої пластмасової трубки діаметром 3 або 6 мм
2 хомута для пластмасових трубок
Деревне вугілля (бажано легко підпалюється)
Шпажка
Дерев`яний дюбель довжиною 1,5 см і діаметром 0,95 см (з отвором з одного кінця)
Викрутка
Дриль
Молоток
Ножиці по металу
Плоскогубці