Самодельная двухцилиндровая паровая машина
Мастер сделал сам паровой двигатель
Вы видели когда-нибудь, как работает паровой двигатель не на видео? В наше время найти такую функционирующую модель не просто. Нефть и газ давно вытеснили пар, заняв господствующее положение в мире технических установок, приводящих механизмы в движение. Однако, ремесло это не утрачено, можно найти образцы успешно работающих двигателей, установленных умельцами на автомобилях и мотоциклах. Самодельные образцы чаще напоминают музейные экспонаты, чем изящные лаконичные аппараты, пригодные для эксплуатации, но они работают! И люди успешно ездят на паровых авто и приводят в движение разные агрегаты.
В этом выпуске канала «Techno Rebel» вы увидите паровую двухцилиндровую машину. Всё началось с двух поршней и такого же количества цилиндров.
Убрав все лишнее, мастер увеличил ход поршня и рабочий объем. Что привело к увеличению крутящего момента. Самой сложной деталью проекта является коленвал. Состоит из трубы, которую расточили под 3 подшипника. 15 и 25 трубы. Труба спилена после сварки. Подготовил трубу под поршень. После обработки он станет цилиндром или золотником.
От кромки оставляется на трубе 1 сантиметр, чтобы, когда будет варится крышка, металл может повезти в сторону. Поршень может застрять. На видео показана доработка распределительного цилиндров. Одно из отверстий заглушена, сужено до трубки двадцатки. Здесь будет поступать пар. Отверстие для выхода пара.
Как работает аппарат. В отверстий подается пар. Он распределяется по трубе, попадает в 2 цилиндра. Когда поршень опускается вниз, пар проходит и под давлением опускается. Поршень поднимается. Перекрывает проход. Пар стравливается через отверстия.
Далее с 5 минуты
Источник: youtu.be/EKdnCHNC0qU
Как сделать рабочую модель парового двигателя на дому
Если вы были заинтересованы в модельных паровых двигателях, вы, возможно, уже проверили их в Интернете, шокирующим будет то, что они очень дорогие. Если вы не ожидаете ценовой диапазон, то вы можете попытаться найти другие варианты, где у вас может быть собственная модель парового двигателя. Это не означает, что вам нужно только купить их, так как вы можете сделать их самостоятельно. Вы можете посмотреть процессы создания собственной модели парового двигателя на сайте WoodiesTrainShop.com. Там нет ничего, что вы не можете сделать и выяснить, не имея немного собственных исследований.
Как создать свой собственный паровой двигатель?
Это звучит удивительно, но на самом деле вы можете создать модельный паровой двигатель с нуля. Вы можете начать с создания очень простого трактора, тянущего двигатель. Он может легко перевозить взрослого человека, и вам понадобится около ста часов, чтобы закончить строительство. Самое замечательное в том, что это не так дорого, и процесс его создания очень прост, и все, что вам нужно сделать, это сверлить и работать на токарно-фрезерном станки весь день. Вы всегда можете проверить свои возможности на сайте WoodiesTrainShop.com, на котором найдете более подробную информацию о том, как вы можете начать делать свою собственную модель парового двигателя.
Обода задних колес самодельные, модель парового двигателя сделана из газовых баллонов, и вы можете купить готовые передачи, а также приводные цепи на рынке. Простота модели «сделай сам» с паровым двигателем — это то, что делает его привлекательным для всех, поскольку он предлагает вам очень простые инструкции и быструю сборку. Вам даже не нужно изучать что-либо техническое, чтобы иметь возможность делать все самостоятельно. Простых рисунков и рисунков достаточно, чтобы помочь вам с рабочей нагрузкой от начала до конца.
Стимпанк выходного дня. Самодельная паровая машина из старого Ford-A | Oldtimer weekly
В современном мире автомобиль на паровой тяге ничем иным как большой игрушкой не является. Давно прошли те времена, когда локомобили использовались по назначению, были огромными и дымили словно паровоз. Впрочем, некоторые даже были похожи на паровоз, едущий по обычной, а не железной дороге. Хотя были и небольшие машинки, с котлами работавшими на газу. Типа как здесь.
Самое, пожалуй, удивительное в этом образце стимпанка, что по документам это Ford модели A . Вы видите здесь эту легендарную машину? Вот и я её не вижу.
Неудивительно, ведь от старенького Форда тут осталась только рама, и та не без изменений. Мастера, строившие это чудо заузили раму на фут, и на четыре фута сделали длиннее. Из-за тяжелого котла и двухцилиндровой паровой машины в передней части пришлось добавить еще одну ось. Обе они, кстати, управляемые.
Почти все механизмы локомобиля были сделаны с нуля, котёл, кузов, трубопроводы и различная арматура, да и сама паровая машина по большей части тоже. Основной послужил двигатель какого-то старого катера.
Мощность силовой установки просто смешная, всего лишь 5 лошадиных сил, но тут надо сделать важное уточнение – у паровых машин огромный крутящий момент, поэтому самоделка прет как паровоз, хоть и медленно, но очень уверенно.
Шлейф угольной копоти за собой она не оставляет, потому что котлы работают на пропане. Единственная фара, расположенная спереди по центру, кстати, тоже газовая, от старинного парового грузовика White. Работает она от ацетиленового генератора, и толку от неё нет никакого, зато смотрится красиво.
Из привычных нам органов управления тут есть руль. И все. Всё остальное – краники, какие-то крутилки, круглое колесо управления ходом паровой машины, манометры давления (от настоящих паровозов), индикатор расхода воды. Есть еще тормозной рычаг, механически воздействующий на единственные барабанные тормоза задних колес. Передние здесь без тормозов.
Парни, сделавшие машину, большие молодцы, ведь тут уделено внимание каждой маленькой детали вплоть до винтиков и вырезанных из металла информационных надписей. В 2017 году машину впервые представили на автошоу в Лас Вегасе, после чего она мелькала на разных покатушках выходного дня. В прошлом году стимпанк-мобиль был продан с аукциона, в какую-то частную коллекцию, где вероятно, находится и сейчас.
Еще по теме — Sentinel, грузовик с угольным котлом, который до сих пор ездит.
Я на Драйв 2
Благодарю Вас за внимание, спасибо за лайк, не забудьте подписаться на этот канал и порекомендовать его друзьям.
Фото и иллюстрации взяты из общедоступных источников и принадлежат их авторам
🔥 НАСТОЛЬНАЯ ПАРОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ⚒️ СВОИМИ РУКАМИ и ОЧЕНЬ ПРОСТО | Дмитрий Компанец
Паровая машина с турбинойПаровая машина с турбиной
Настоящая Паровая машина с Электрогенератором способная вырабатывать электричество создана на кухонном столе из самых бросовых материалов и с минимальным набором инструментов.
В качестве основания использован деревянный брусок, а в качестве парового котла и водо-накопителя использована пустая банка из под газировки или пива.
Генератором стал подобранный по усилию вращения моторчик от магнитофона.
От его характеристик зависит и сила тока и то как самодельная паровая турбина справится с прокручиванием ротора в момент отбора мощности. первые опыты по запуску такой паровой машины с генератором тока не увенчались успехом.
Пришлось увеличить вращающий момент с помощью специального устройства концентрирующего струю пара на лопатках самодельной турбины.
Турбину, которую легко вращал паровой котел емкостью 0,5 пришлось модернизировать под мощность котла емкостью 0,33 увеличив количество лопаток.
Правда в процессе модернизации у турбины появились отверстия не способствующие КПД отдачи мощности, но с этим пробелом мы разберемся, а пока даже пробные запуски показали эффективность такой установки (настольного макета паровой машины с электрогенератором)
Изначально планировалось использовать в качестве разогрева котла самодельную спиртовку, но её размер оказался слишком велик и на выручку пришли таблетки сухого спирта.
Одной таблетки хватает чтобы буквально за минуту разогреть котел до температуры при которой струя пара очень сильно вращает самодельную турбину. Ток и напряжение я фиксировал с помощью старого советского тестера, что более правильно чем показания китайских дешевых вольтметров.
Результат меня порадовал. Конечно зажечь лампу накаливания даже слабую удастся вряд ли (макет все таки), но пару тройку светодиодов это уж точно, вот только потребуется небольшой преобразователь, которых я уже наделал немалую кучку для различных целей.
#НастольнаяПароваяМашина #СамодельнаяНастольнаяЭлектростанция
Читать «Самодельные электрические и паровые двигатели» — Коллектив авторов — Страница 19
Рис. 109. Схема соединения золотника с эксцентриком.
Рис. 110. Маховое колеса
Чтобы уменьшить трение между вилками шатунов и шейками вала, оберните шейки 5—б витками медной проволоки и уже на эти подшипники наденьте вилки шатунов С наружных сторон обоих подшипников припаяйте на вал проволочные кольца. Проверьте, хорошо ли идут поршни при вращении вала, и можете наконец установить эксцентрик. Поверните вал так, чтобы колена его были расположены горизонтально. Пусть поршеньки золотника в это время плотно закрывают отверстия впуска пара в цилиндры. Привинтите эксцентрик точно против середины трубки золотника в таком положении, когда линия, идущая через два центра эксцентрика (настоящий центр кружка и экс- центр) , получается вертикальной. Откусите кусачками лишнюю часть тяги золотника. Ее конец должен быть на расстоянии 1,5—2 мм от концов хомута. Наденьте на тягу заготовленный контакт от выключателя (без гайки) нарезанной стороной, а ту сторону, где сбоку ввернут винт, наденьте на концы хомута (рис. 109).
Остается только отлить свинцовое маховое колесо (рис. ПО), припаять его к валу — и можете пробовать работу машины. Если отпустите винт, удерживающий эксцентрик на валу, и повернете эксцентрик на полоборота (на 180°), изменится направление вращения вала — он станет вращаться в обратную сторону.
Когда эту машину питает паром двухлитровый котел (рис. 111), вал ее невозможно остановить пальцами: очень уж сильной она получается.
Рис. 111. Фото. Двухцилиндровая паровая машина, работающая от котла из кастрюли.
Цилиндры этой машины можно установить вертикально, так же как и в одноцилиндровой. На рисунках 112 и 113 показаны две конструкции вертикальных двухцилиндровых машин. В одной расположение частей по сравнению с горизонтальной машиной не изменено, а в другой золотник помещен сбоку цилиндров. Такая машина красивее, чем вертикальная с золотником посредине, но сделать ее труднее.
Рис. 112. Вертикальная двухцилиндровая машина.
Рис. 113. Другая конструкция вертикальной машины.
Двухцилиндровую машину можете установить на большую модель колесного или винтового парохода. сЭта машина может вращать маленькую динамомашину — получится электростанция. Можете придумать конструкцию установки ее на модель паровоза.
Только помните, что котел должен давать много пара, иначе машина совсем плохо работает. При хорошем котле получите прекрасный двигатель, а где применить его, сами найдете.
Паровая турбина и котел к ней
Выбор двигателя
При постройке всякой действующей модели очень серьезный вопрос — выбор двигателя. Двигатель должен быть легким, мощным и действовать продолжительное время.
Есть легкие двигатели, работающие сжатым воздухом. Но их трудно изготовить и неудобно иметь на модели большие баллоны, а с маленькими баллонами двигатель работает недолго.
Резиномотор, который часто ставится на различные движущиеся модели, тоже работает очень недолго, и от него можно добиться работы модели только в течение одной минуты, самое большее. Если устроить шестереночную передачу, можно увеличить время действия резиномотора, но при этом сильно уменьшается мощность.
Очень хороши для установки на модели электромоторы, но не всегда удается решить вопрос об источнике тока. Гальванические элементы громоздки и не дают большой силы тока; аккумуляторы достать трудно, и они так тяжелы, что, установив их, трудно добиться от модели хороших результатов. Можно пользоваться городским током, но при этом модель «связывается» проводами.
Конечно, при постройке моделей, идущих по рельсам, например модели трамвая или аэропоезда, самый лучший двигатель для них — электромотор.
Для приведения в движение таких моделей можно пользоваться городским током; можно подвести к электромотору ток большой мощности, и модель будет работать прекрасно.
Но, пользуясь городским током, нельзя осуществить постройку модели автомобиля или какого-нибудь судна. Тут уж поневоле приходится ставить двигатель с независимым питанием. Можно построить, например, поршневую паровую машину. Но по сравнению с электромотором поршневые паровые машины довольно трудно изготовить точно, не пользуясь токарным станком. Из-за неточного изготовления они расходуют так много пара, что приходится ставить большие котлы. Большой котел заставляет сильно увеличивать размеры модели, утяжеляет ее, а мощность машины оказывается недостаточной.
Правда, для большой модели парохода вес котла не имеет особенного значения, но сухопутную модель с паровой машиной осуществить значительно труднее. А построить модель глиссера с поршневой паровой машиной особенно трудно: глиссер должен быть легким, а машина его — мощной; тут большой котел испортит все дело.
За последние пятьдесят лет в «настоящей» технике поршневые паровые машины все быстрее вытесняются. Другой паровой двигатель — турбина — прошел победный путь. Настоящие паровые турбины создали Лаваль в Швеции и Парсонс в Англии. Турбины оказались много выгоднее поршневых машин. Сейчас во всем мире не осталось ни одной мощной электростанции, на которой генераторы электрического тока вращались бы поршневыми паровыми машинами.
Основная разница между турбиной и поршневой машиной в том, что поршневая дает, как говорят инженеры, прямолинейно-возвратное движение, которое нужно затем преобразовать в непрерывно-вращательное, а турбина сразу обращает энергию пара во вращательное движение, без дополнительных передач.
Интересно, что первый двигатель, придуманный и осуществленный человеком, был ближе всего по конструкции именно к турбине. В самом, деле, простейшая турбина — это колесо с лопатками, на которые «дует» пар, а самый старый двигатель — водяное колесо — тоже колесо с лопатками, приводимое в движение струей воды.
И паровая турбина была придумана раньше поршневой машины. Итальянский инженер Джованни Бранка в своей книге о машинах, вышедшей больше трехсот лет назад, в 1629 году, описывает оригинальную «толчею». Она приводится в движение струей пара, ударяющей по лопаткам колеса (рис. 114). Конечно, турбину Бранка осуществить нельзя было потому, что она расходовала бы слишком много пара, но идея Бранка оказалась воплощенной в современных паровых турбинах.
Рис. 114. Рисунок из книги Бранка.
Рис. 115. Игрушечная паровая турбинка.
Современные паровые турбины строятся огромных мощностей. Ленинградский механический завод имени Сталина построил уже турбины мощностью свыше 65 000 л. с.; наши турбогенераторные заводы могут выпускать турбины мощностью в 300 000 л. с. Никакой другой двигатель не в состоянии развить такую огромную мощность в одной машине.
И для многих моделей лучше всего делать именно паровые турбины. Если посмотреть на чертежи простой одноколесной турбины, поршневой -машины и электромотора, сразу видно, что турбина проще всех. Однако и у нас и за границей модели с паровыми турбинами почти не строились. Почему? Потому что очень трудно изготовить хорошее колесо турбины. Нельзя же считать турбиной детскую игрушку, показанную на рисунке 115. Эта «турбина» только сама себя вертит, а привести в движение какую-нибудь модель ей не под силу.
Значит, трудность задачи в том, чтобы разработать такую конструкцию колеса’ турбины, которую легко было бы изготовить в, мастерской юного техника.
Энергия старого мира / Хабр
Введение
Эта статья является продолжением публикации
«Взгляд в прошлое. Технология 18 века».
В ней мы построили реально работающий паровой двигатель, который должен стать главной частью будущего парового мотоцикла, и даже провели пробные эксперименты по его запуску на воздухе.
Теперь нужно решить энергетический вопрос. И тут начинаются основные отличия от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В таких двигателях бензин, смешиваясь с воздухом, попадает в цилиндр двигателя и при воспламенении этой воздушно-топливной смеси выделяется энергия. Расширившиеся продукты горения давят на поршень, производя работу. Но вот у паровых машин, энергия рождается не в двигателе. Она рождается в котле. Котёл производит пар, который в свою очередь и будет давить на поршень нашего двигателя. Эту древнюю энергию нам и требуется обуздать!
Устройство
Паровой котёл — котёл, предназначенный для генерации насыщенного или перегретого пара. Может использовать энергию топлива, сжигаемого в своей топке, электрическую энергию или утилизировать теплоту, выделяющуюся в других установках.
(Википедия)Существует два основных типа котлов: классический и прямоточный. Первый тип чаще всего использовался для работы паровых машин. Его можно описать как железный резервуар, в который врезана топка. Топливо горит в топке, обогревая воду в резервуаре. Вода в нём начинает кипеть и создаётся пар под давлением. Такой тип использовался на паровозах и всех первых паровых машинах:
У классических котлов есть как преимущества, так и недостатки. Преимущества заключаются в том, что для создания давления пара не требуется каких — либо насосов, так как накопленная энергия воды может ещё долго снабжать двигатель паром даже при отсутствии огня. Такие котлы не очень требовательны к качеству воды. Паровозы заправляли самой обычной водой из речек, родников, колодцев и прочее.
Прямоточный котёл можно представить как длинную, компактно свёрнутую трубку, обтекаемую пламенем, в которую насосом закачивают воду. Такой тип котла обладает целым рядом преимуществ:
- Позволяет создавать пар большего давления при меньшей массе и небольшом объёме котла.
- Из-за того, что в трубке не так много носителя, такой котёл считается более безопасным (не запасается большое количество энергии).
- Быстрый выход на режим, так как не нужно прогревать большое количество воды.
Для лёгкого понимания работу такого котла можно представить в упрощённой форме:
Создание прямоточного котла
И, конечно, мне захотелось сделать именно прямоточный котёл.
Подобрав длинные нержавеющие трубки разного сечения, я сварил их вместе таким образом, чтобы сечение постепенно увеличивалось. Затем, весь этот 8 метровый «кишечник» был компактно свёрнут и уложен в раму мотоцикла. Внешние стенки, которые должны удерживать пламя и направлять его в нужную сторону, были сделаны из простой жести. Насос, закачивающий воду (носитель), изготовил из газового доводчика, который обычно придерживает капоты и багажники автомобилей. Конструктивно, «доводчик» — это готовое изделие. Мне необходимо было только приварить вход и выход для воды и приделать клапан, который не пускал бы закаченную воду обратно. Насос подвижно крепился одной своей частью к раме, а второй к кривошипу на валу колеса. С помощью гибкого шланга высокого давления (тормозной шланг от авто) вода под давлением закачивалась в котёл, а забиралась из отдельного бачка, располагавшегося выше насоса. Горелку сделал по типу «кровельных», такими рабочие греют рубероид на крышах зданий. Чтобы процент обтекания трубок был больше, горелки поставил сразу две.
Итог
Испытания парового мотоцикла, оснащённого прямоточным котлом, с самого начала пошли не так. Самой первой проблемой стало отсутствие «начального» давления в котле. Приходилось руками покручивать колесо, чтобы насос отправлял некое количество воды в трубопровод. Но, когда я открывал ручку газа (подавая пар на двигатель) давление пара мгновенно падало, не успевая закрутить колесо. Выход нашёлся не сразу. Был сделан небольшой воздушный ресивер после насоса. Он работал как пружина для воды. Запасал энергию сжатия от насоса и отдавал её обратно, когда насос был в мёртвой точке или в фазе всасывания
питательнойводы.
Двигатель заработал! Но проработал, около 10 секунд. Золотниковый клапан заклинил. При разборе двигателя, никаких проблем выявлено не было. Собрав его обратно и запустив снова, я столкнулся с той же проблемой. Она оказалась приходящей и уходящей сама собой. После изучения этой проблемы, нашлась ошибка в расчётах теплового расширения. Изначально, золотник представлял собой цельную деталь из фторопласта, а у него, как оказалось, очень большой коэффициент теплового расширения (22) и он при прогреве расширялся настолько, что его насмерть заклинивало в корпусе.
После подробных и тщательных расчётов тепловых расширений был выточен стальной золотник, оснащённый фторопластовыми кольцами, шириной 2 миллиметра.
Поскольку корпус алюминиевый, а золотник стальной, вся разница тепловых расширений была сведена практически к нулю.
Новое испытание показало, что золотник работает просто прекрасно и без замечаний. Вывешенное колесо крутилось, вода закачивалась, прямоточный котёл работал. Пришло время прокатиться. Но тут возникла новая проблема. Мне не удавалось на нём проехать больше нескольких метров. И опять я был сбит с толку. Всё же работало! На холостом ходу всё отлажено! Что ещё не так?
После долгого анализа других подобных паровых аппаратов,
Я понял, что у меня слишком маленький котёл (длина обогреваемой трубки), в следствие этого при увеличении производительности, вода просто не успевала испаряться и вылетала вместе с паром в двигатель. От такого эффекта пропадает КПД всей установки, так как расширение воды слишком мало или не происходит вовсе. Увеличить длину котловой трубки уже задача не такая простая. Но и на этом моё горе не закончилось.
Во время очередных испытаний, я мучил аппарат, заставляя его работать, но состояние двигателя начало резко ухудшаться и в какой-то момент он заклинил. На этот раз, просто остудить его снегом, не помогло. Снова понадобилась капитальная переборка. Результаты вскрытия показали, что расплавились все фторопластовые кольца и даже алюминиевый поршень от нагрева расширился настолько, что начал задирать цилиндр. И это оказалось фатальной проблемой. Дело в том, что при большом расходе, данный котёл не успевал производить должное количество пара, а при маленьком расходе, он создал пар такой энергии, что просто вышел из строя весь двигатель. И не удивительно. Ведь выходные трубки котла были раскалены докрасна. То есть пар, достигал температур, порядка 600-700 *С. Как мы знаем, фторопласт распадается при 400*С. Для меня, это и стало «последней каплей»! Мне уже хотелось получить работоспособный мотоцикл, а я погряз в каких-то бесконечных проблемах!
Нужно было переделывать в котле почти всё. И в этот-то момент я понял, что, несмотря на неоспоримые преимущества прямоточного котла, это изделие весьма не простое и требует тонкого расчёта, дополнительного регулирующего оборудования, да и насос съедал не малую часть вращательной энергии. Сложилось чёткое понимание, что, если бы я делал классический котёл, то ни одной из этих проблем просто не возникло бы!
Классический котёл
После всех тех бесконечных проблем с прямоточным котлом, создавая классический, я просто, можно сказать, отдыхал. Как уже говорил выше, это всего-то железная бочка, в которую врезана топка. Можно было совершенно не задумываться о температуре пара, ведь при лишнем давлении срабатывает предохранительный клапан и сбрасывает излишки, уменьшая температуру воды и поддерживая давление в заданных пределах. Не нужно было создавать начальное вращение колеса, чтобы нагнать первоначальное давление. Пар для «старта» был готов сразу и даже запасён с излишком. Всё, что требовалось — это придумать эффективную топку. Но тут пришлось хорошенько подумать, ведь места у нас не так много.
Изготовление
На металлоприёмке я нашёл какой-то ресивер или баллон из-под пропана с толщиной стенки 3-4 мм, так что габариты котла уже были заданы жёстко.
Если сильно заморачиваться с массивной и эффективной топкой, то останется мало места для самой воды (носителя). Если топка будет слишком маленькой, то у нас не будет достаточной энергии для более менее удовлетворительной крейсерской скорости, ну и сам процесс нагрева котла займёт слишком много времени.
И вот, что я придумал. Топка будет подвержена сдавливанию огромным давлением, поэтому решено было сделать её простой, сквозной и круглого сечения. Под это пошла обычная труба 100 мм. Для увеличения КПД нашей топки (
теплообменника), были врезаны 12 поперечных сквозных трубок.
Я посчитал это очень выгодным, так как они обтекались бы пламенем и выхлопными газами под прямым углом,
а вода внутри них циркулировала бы под естественным эффектом конвекции. Это позволит сохранить максимальный объём воды в котле, а для нас это запас хода. И, как бонус, такую топку было легко врезать в резервуар. Следовало всего лишь сделать два отверстия по обоим краям.
Для контроля давления установил небольшой манометр. Температуру носителя контролировать не обязательно, так как она напрямую связана с давлением и явно не выходит за критическую отметку (400*С). Давление в котле решил сделать как у реальных паровозов 16 bar.
Предохранительный клапан настроил на 18 bar. Теперь осталось его опрессовать. Это своего рода проверка на прочность. Котёл наполняется доверху водой и накачивается повышенное давление. Сначала, я это делал оставшимся от предыдущей котловой системы, насосом из доводчика, но сжимать такой насос при давлении более 20 bar, оказалось не простой задачкой (очень хорошо, что мы теперь можем отказаться от такого узла, ведь он забирал уйму мощности на себя). Оказалось, что опрессовывать удобнее всего углекислотным огнетушителем. Им я без труда создал давление в котле в 25 bar (это был максимум моего манометра) и, выждав несколько минут, приступил к настройке предохранительного клапана.
Итог
Котёл получился на славу. Даже давление в 25 bar оказалось ему нипочём. Он даже не начал хрустеть. Предохранительный клапан (использовал от компрессоров) срабатывал чётко, хоть и ронял давление с 18 до 9. Этот для нас очень не выгодно, но он будет срабатывать только в тех случаях, когда сам за давлением не уследишь. Так что, до его срабатывания лучше не доводить. Это будет бессмысленное выбрасывание ресурсов.
Пламя
Теперь нужно решить вопрос с огнём. Конечно, было бы красиво и приятно топить подобный мотоцикл дровами. Это же ретроспектива в прошлое, стимпанк, классичность, но, как я уже говорил, у нас очень мало для этого места, ведь наша топка чуть больше локтя. Конечно, можно туда уместить шапку угля, но этого не хватит даже на то, чтобы просто прогреть котёл. Тут пришлось отступить от романтичности и изготовить газовую горелку. На самом деле это очень эффективное, мощное и удобное топливо. Газ жидкий, поэтому его легко запасать, легко подавать в горелку и он сразу идёт под давлением, что позволяет создавать скоростной горячий поток в топке, тем самым улучшая теплообменный процесс (не требуется поддув).
Изготовление
На металлоприёмке нашёл отличные, маленьких размеров, нержавеющие бачки. Судя по их форме и синей окраске, это кислородные баки от какого-то пассажирского самолёта. Я собрал несколько таких бачков в батарею и объединил магистралями подачи газа и заправки. Объём каждого бачка примерно 1.7 л, а значит, можно будет везти с собой запас топлива более 5л. жидкого газа. Согласитесь, не плохой запас энергии.
С горелкой не стал мудрить и просто скопировал систему с советской бензиновой паяльной лампы. Тут я должен кое-что пояснить. Паяльная лампа устроена таким образом, что бензин сначала попадает в некую полость, где должен испариться и уже в виде паров выпускается в зону горения. А пламя горелки обогревает эту самую «испарительную» камеру. То же самое потребуется и нам. Представьте, что будет, если жидкий газ начнёт вылетать из такой горелки… Процесс испарения газа относительно долгий, а ко всему прочему, ещё и сопровождается криогенным эффектом. Пламя из такой горелки будет длинным, не эффективным, не экономичным и даже пожароопасным.
Эксперимент (рис А)Пламя с не прогретой горелки (рис В)Правильный режим, прогретая горелка
Поэтому подавать газ, в нашу горелку следует плавно, чтобы она успела прогреться.
Испытания котла прошли как по маслу. Заправил примерно 35 л воды, горелку вывел на полную мощность и ждал. Через 14 минут вода закипела, и давление потихоньку начало подниматься. Примерно через такое же время в котле было 16 bar.
Для управления подачей пара я использовал простой водопроводный шаровой кран, который отлично справлялся и с температурой, и с давлением. В них используется тот же самый фторопласт, так что проблем, думаю, не будет.
Для интереса, я решил открыть кран на полную и посмотреть на нашу энергию. Струя пара долетала до соседних гаражей и создавала шум взлетающей ракеты. При этом я ощутил силу реактивной тяги, пришлось даже придерживать котёл, чтобы он не начал летать по всей улице. Я был очень доволен!
В котле подобного типа запасается огромное количество энергии. При выпускании пара в течение 5 секунд через отверстие ½ дюйма, давление в котле упало всего лишь наполовину. Дело в том, что при уменьшении давления смещается и точка кипения воды. То есть вода начинает кипеть и без подогрева, всего лишь от уменьшения давления. Этот эффект будет работать до тех пор, пока температура воды не упадёт до 100 *С. Это для нас приятная новость. Значит, можно будет долго ездить и с выключенной горелкой.
Но есть и один не совсем для меня понятный эффект. При активном выпускании пара при давлении менее 5 bar, начинает вылетать вода. Я предположил, что она кипит столь интенсивно, что в своём неистовом бурлении долетает до сухопарника и подхваченная потоком пара улетает наружу. Для эксперимента я слил часть воды, оставив уровень 20%. Эффект конечно уменьшился, но всё равно остался. Неужели вода подпрыгивает в котле на 30-40см? Если честно, с этим я пока так и не разобрался. Такая вот небольшая загадка.
Ну да ладно! Функционал готов, пора собрать наш аппарат!
Стиль
Во время конструирования нашего необычного мотоцикла, многие «учёные мужи» советовали мне сделать замкнутую систему воды. То есть, что бы из двигателя пар не вылетал на улицу, а попадал в конденсатор (охладитель) и получившаяся вода снова закачивалась бы в котёл с помощью маленького насоса. Это очень хорошая идея, я и сам постоянно об этом думал. Но цель нашего проекта не кругосветное путешествие на дровах, а рассмотреть технологию позапрошлого века, победить инженерный вызов и насладиться работой настоящего парового двигателя. Ну, а какой же паровой двигатель без этого легендарного «чух-чух». Кроме того, хочется наблюдать вылетающий пар, он будет многое рассказывать о режимах происходящих внутри двигателя. Ну и наконец, я просто нахожу очень красивым, когда от паровоза идут клубы пара, особенно если они подсвечены солнцем. Романтика паровозов, так сказать. Но, не смотря на это всё, для образа, я решил всё-таки сделать конденсатор, что бы было видно о наших замашках, и просто для стиля.
Большинство различных самоделок имеют стиль «Безумного макса» или «Постапокалиптического мира». Да, так проще всего. Особо то и делать ничего не нужно. Ржавые железки, приваренные гаечные ключи, немного висящих тряпок и стиль готов. Но этой простоты, или так сказать «ленивого стиля» в нашем мире очень много. Мне захотелось сделать что-то маленькое, милое и красивое. Сделать «конфетку», так сказать. И раз уж у нас древняя паровая технология, сам собой напрашивается «Стимпанк».
Стимпанк – это вымышленный мир. Такой, каким он стал бы, если человечество не изобрело электричество, ДВС и прочие технологии и существовала бы только энергия пара.
Я, конечно, не дизайнер, но при сборке мотоцикла, некоторые вещи всё же пришли на ум.
Испытание парового мотоцикла
«Гаражные» испытания полностью готового парового мотоцикла, оснащённого котлом классической конструкции, прошли на удивление гладко. Пока я его строил, в комментариях к видеороликам, люди рекомендовали много правильных и умных вещей. По ходу дела, некоторые из них я применял и в итоге они отлично себя показали. Так, например, при прогреве двигателя паром, в нём конденсируется много воды, которая блокирует поршень и может привести к гидроудару. Люди предложили сделать маленькое отверстие с резьбой, с помощью которого можно было бы выпускать пар и сливать сконденсировавшуюся воду, тем самым быстро его прогревать. Потом, заглушить его винтиком и спокойно сразу ехать.
На удивление, самая первая попытка проехать на полностью готовом мотоцикле, прошла без каких — либо проблем. Как говорится, «сел и поехал». Покатавшись немного перед гаражом, я понял, что для меня этого не достаточно и я хочу больше. Разумеется, чтобы замерить все параметры, увидеть слабые места, ощутить и понять этот аппарат, нужна прямая, пустая, бесконечная трасса. Поэтому пришлось вывезти мотоцикл за город и спокойненько со всем этим разобраться.
Об испытаниях:
В целом, я очень доволен результатами. Они даже превзошли мои ожидания. Видя, как ездят подобные паровые мотоциклы во всём мире, наша малютка оказалась далеко не на последнем месте.
Заключение
Когда задумывал строить этот паровой мотоцикл, я рассуждал так: вот сделаю его, как – нибудь это всё проедет и, удовлетворив все свои инженерные интересы, поставлю его дома напротив дивана в качестве эстетического элемента, навсегда. Но нет! Теперь это наоборот не даёт мне покоя. Я хочу его изучать, модернизировать, переделывать и побивать его же рекорды, хочу определить его максимум, понять всё, на что он способен! Конечно, в рамках этой концепции.
Первое с чего начну, это переделаю систему переключения пара на классическую. Мне стало интересно, какова будет разница. И ещё, при последующих испытаниях нужно будет «поиграть» с настройками. Добиться максимальной скорости, подобрав наиболее правильное опережение впуска пара. Ещё, хочу поэкспериментировать с разными видами топлива.
Видимо грядёт большая модернизация. Так что, если наш «паровоз» собирался уйти на пенсию и отсидеться где-нибудь в музее, тут я его сильно разочарую! У него впереди ещё длинное, тяжелое, но интереснейшее будущее!
Более подробно о создании и испытаниях в видео материалах:
Энергия пара покорилась!
Отличная идея или фиаско? Разбираемся с прямоточным котлом
Создание паровозного свистка, сборка аппарата
Испытания парового мотоцикла
Самодельные паровые двигатели чертежи
Мастер сделал сам паровой двигатель
Вы видели когда-нибудь, как работает паровой двигатель не на видео? В наше время найти такую функционирующую модель не просто. Нефть и газ давно вытеснили пар, заняв господствующее положение в мире технических установок, приводящих механизмы в движение. Однако, ремесло это не утрачено, можно найти образцы успешно работающих двигателей, установленных умельцами на автомобилях и мотоциклах. Самодельные образцы чаще напоминают музейные экспонаты, чем изящные лаконичные аппараты, пригодные для эксплуатации, но они работают! И люди успешно ездят на паровых авто и приводят в движение разные агрегаты.
В этом выпуске канала “Techno Rebel” вы увидите паровую двухцилиндровую машину. Всё началось с двух поршней и такого же количества цилиндров.
Убрав все лишнее, мастер увеличил ход поршня и рабочий объем. Что привело к увеличению крутящего момента. Самой сложной деталью проекта является коленвал. Состоит из трубы, которую расточили под 3 подшипника. 15 и 25 трубы. Труба спилена после сварки. Подготовил трубу под поршень. После обработки он станет цилиндром или золотником.
От кромки оставляется на трубе 1 сантиметр, чтобы, когда будет варится крышка, металл может повезти в сторону. Поршень может застрять. На видео показана доработка распределительного цилиндров. Одно из отверстий заглушена, сужено до трубки двадцатки. Здесь будет поступать пар. Отверстие для выхода пара.
Как работает аппарат. В отверстий подается пар. Он распределяется по трубе, попадает в 2 цилиндра. Когда поршень опускается вниз, пар проходит и под давлением опускается. Поршень поднимается. Перекрывает проход. Пар стравливается через отверстия.
Далее с 5 минуты
Как сделать рабочую модель парового двигателя на дому
Если вы были заинтересованы в модельных паровых двигателях, вы, возможно, уже проверили их в Интернете, шокирующим будет то, что они очень дорогие. Если вы не ожидаете ценовой диапазон, то вы можете попытаться найти другие варианты, где у вас может быть собственная модель парового двигателя. Это не означает, что вам нужно только купить их, так как вы можете сделать их самостоятельно. Вы можете посмотреть процессы создания собственной модели парового двигателя на сайте WoodiesTrainShop.com. Там нет ничего, что вы не можете сделать и выяснить, не имея немного собственных исследований.
Как создать свой собственный паровой двигатель?
Это звучит удивительно, но на самом деле вы можете создать модельный паровой двигатель с нуля. Вы можете начать с создания очень простого трактора, тянущего двигатель. Он может легко перевозить взрослого человека, и вам понадобится около ста часов, чтобы закончить строительство. Самое замечательное в том, что это не так дорого, и процесс его создания очень прост, и все, что вам нужно сделать, это сверлить и работать на токарно-фрезерном станки весь день. Вы всегда можете проверить свои возможности на сайте WoodiesTrainShop.com, на котором найдете более подробную информацию о том, как вы можете начать делать свою собственную модель парового двигателя.
Обода задних колес самодельные, модель парового двигателя сделана из газовых баллонов, и вы можете купить готовые передачи, а также приводные цепи на рынке. Простота модели «сделай сам» с паровым двигателем – это то, что делает его привлекательным для всех, поскольку он предлагает вам очень простые инструкции и быструю сборку. Вам даже не нужно изучать что-либо техническое, чтобы иметь возможность делать все самостоятельно. Простых рисунков и рисунков достаточно, чтобы помочь вам с рабочей нагрузкой от начала до конца.
в книге О.Курти «Постройка моделей судов», которую полностью можно скачать тут depositfiles.com/files/3b9jgisv9 есть пара интересных чертежей машин для привода моделей пароходов.
Вот они:
ПАРОВАЯ МАШИНА С КАЧАЮЩИМСЯ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПЛИТОЙ (С КЛАПАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ)
Машины этого типа наиболее часто применяют в судомоделизме (рис. 562, а, b). Обычно детали изготовляют из латуни; цилиндр, чтобы не смазывать, — из фосфористой бронзы, а поршень — из стали. Крепят машину на квадратном или прямоугольном фундаменте в зависимости от места установки в корпусе. На фундамент ставят L-образную стойку, к которой прикрепляют парораспределительную плиту с отверстиями (окнами) для впуска и выпуска пара. Эти окна располагают по дуге, длина которой равна круговому пути, проходимому качающимся цилиндром. Цилиндр выполняют из куска латунной трубки и припаивают к опорной плите. Посредине плиты и цилиндра имеется отверстие, через которое впускается и выпускается пар. Болт в плите, служащий осью качания цилиндра, имеет пружину. Ее натяжение регулируется гайкой, благодаря чему удается достичь хорошего прилегания опорной плиты к парораспределительной плите.
В поршень, изготовленный из круглого куска бронзы, ввинчивают шток и присоединяют его к мотылю болтом с гайкой.
Приводной вал выполняют из круглого стерженька латуни, на концах которого делают нарезку. Один конец вала ввертывают в мотыль, затем вал пропускают через пустотелый винт, поддерживающий его в L-образной стойке, а на второй конец навинчивают маховик.
Паровые трубки для подвода и отвода пара делают из латунных или медных трубок и крепят к небольшим штуцерам, которые, в свою очередь, припаяны к парораспределительной плите. Детали паровой машины такого типа имеют следующие средние размеры:
цилиндр: внутренний диаметр — 12—15 мм, длина — 30— 45 мм;
стойка: высота — 40—60 мм, ширина — 40—50 мм;
маховик: диаметр — 35—45 мм, толщина — 12—15 мм;
трубопроводы: 5хб мм (внутренний и внешний диаметры).
На рис. 562, c и d приведена паровая машина, подобная описанной, но с цилиндром двойного действия, поэтому на парораспределительной плите просверлены еще два небольших отверстия для впуска и выпуска пара, а на цилиндре — второе небольшое отверстие.
Рис. 562. Паровая машина с качающимся цилиндром для модели: a) -конструктивный чертеж; b) – вид по деталям; c) – вид машины с цилиндром двойного действия; d) – принципиальная работа машины с цилиндром двойного действия.
1 – фундаментная плита; 2 – стойка; 3 – плита парораспределительных окон; 4 – деталь крепления впускной и выпускной трубок; 5 – опорная плита крепления цилиндра; 6 – цилиндр; 7 – крышка цилиндра; 8 – поршень; 9 – шток; 10 – мотыль; 11 – пустотелый винт; 12 – приводной вал; 13 – маховик; 14 – пружина с гайкой; 15 – трубка для подвода пара; 16 – трубка для отвода пара; 17 – штуцер для соединения с трубкой подвода пара от котла; 18 – контрольный болт на цилиндре; 19 – выход пара; 20 – подвод пара.
ПАРОВАЯ МАШИНА С НЕПОДВИЖНЫМ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ЗОЛОТНИКОВЫМ ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ
Машина сконструирована так, что ее можно устанавливать как в горизонтальном, так и вертикальном положениях (рис. 563, а). Цилиндр укреплен на фундаментной плите и представляет собой прямоугольный латунный брусок со сквозными отверстиями для поршня, а также для впуска и выпуска пара. В верхней части цилиндра находится парораспределительная коробка с золотником. Сбоку цилиндр закрывают крышкой, устанавливаемой на четырех болтах.
Поршень выполняют из куска круглой бронзы. Внутри поршень полый. Один конец шатуна соединяют с поршнем при помощи поршневого пальца и двух опорных колец; другой — с цилиндрическим латунным мотылем.
Приводной вал вращается в двух опорных латунных подшипниках, которые при помощи сквозных болтов закреплены на фундаменте. На приводном валу кроме мотыля установлен эксцентрик, соединенный со штоком золотника вилкой, причем движение эксцентрика сдвинуто по фазе относительно движения поршня. На конце приводного вала находится маховик. Выполнить золотник, как видно из рис. 563, несложно.
Входные и выходные паровые трубопроводы обычно изготовляют из медных или латунных трубок.
Средние размеры деталей машины:
цилиндр: длина — 45—55 мм, высота — 35—45 мм, ширина — 35—45 мм;
фундаментная плита: длина — 100—120 мм, ширина — 65— 85 мм;
маховик: диаметр — 45—50 мм, толщина — 12—15 мм.
трубопроводы: 5×6 мм.
Изменить направление вращения у паровой машины легко, для этого достаточно применить реверсивный клапан (рис. 563, b).
Рис. 563. Паровая машина с золотниковым парораспределителем: а — контруктивный чертеж; b — реверсивный клапан для изменения направления вращения машины; с — детали.
1 — цилиндр; 2 — крышка цилиндра; 3 — поршень; 4 — шатун; 5 — маховик с соединительным болтом для крепления на приводном валу; 6 — цилиндрический мотыль; 7 — крепление опорного подшипника коленчатого вала; 8 — эксцентрик; 9 — поршневой палец; 10 — парораспределительная камера; 11 — золотник; 12 — сальник для уплотнения штока золотника;
13 — уплотнительное кольцо; 14 — шток золотника; ментная плита для горизонтального расположения машины; 15 — приводной вал; 16 — вилка для соединения штока с эксцентриком; 17 — фундаментиая плита для горизонтального расположения машины; 18 — дополнительная опорная плита для вертикального расположения машины;19 — поступление пара; 20 — назад; 21 — вперед; 22 — выход пара.
Самодельный паровой двигатель. Сложное положение с модельными микродвигателями в нашей стране, а также с трудом поддающееся Объяснению, но весьма привлекательное стремление некоторых конструкторов-моделистов всего мира снабжать свои аппараты нетрадиционными моторами приводят иногда к очень интересным результатам.
Журнал «Моделист-конструктор» старается знакомить своих читателей со всеми новинками в этой области. Так, мы неоднократно публиковали материалы по перспективным, получившим сегодня уже всеобщее признание двигателям, работающим на сжиженном углекислом газе. Не обходим мы и тему паровых машин, которыми, правда, занимаются в основном судомоделисты. Сегодня мы знакомим приверженцев «пароходов» с занятной конструкцией, эскизы которой в редакцию прислал из города Симферополя В. Абрамов, методист Крымской облСЮТ.
Построенная им паровой двигатель легко воспроизводима практически в любых условиях. Ее достоинство — отсутствие сложных, требующих прецизионной обработки и сборки элементов распределения впуска и выпуска пара из полости рабочего цилиндра. Основные требования, предъявляемые к качеству изготовления узлов этого двигателя,— легкость хода всех движущихся деталей, отсутствие заеданий, а также хорошая подгонка поршня к рабочей поверхности цилиндра.
Особо внимательно нужно отнестись к притирке трущихся плоскостей припаянной к цилиндру пластины и рамы в зоне впускных и выхлопных отверстий. Здесь можно рекомендовать решение, предложенное в книге «Техническое творчество» (издательство «Молодая гвардия», Москва, 1956 год), где были опубликованы чертежи и описание именно такой конструкции (лишь немного меньших размеров и работающей на сжатом воздухе).
Там на цилиндр напаивалась не просто пластина, а специальная призма, имеющая два сравнительно узких, разнесенных по высоте пояска трения. Это обеспечивает не только улучшение притирки и меньшие механические потери, но и более качественный прижим зон, выполняющих функции золотника и находящихся под влиянием давления пара (чем больше давление, тем сильнее должны быть сжаты трущиеся детали).
Данная паровая машина может устанавливаться на модели судов в любом положении, удобном для компоновки. Передача вращающего момента — резиновым пасиком или с помощью шестерен; в зависимости от этого за маховиком на валу закрепляется шкив или шестерня. Такой паровой мотор неплохо работает при питании его от спаянной жестяной баночки-котла, нагреваемого таблетками сухого спирта. При этом, однако, необходимо строго соблюдать правила безопасности, предъявляемые к парообразующим установкам среднего давления.
Поршневой паровой двигатель с качающимся цилиндром: 1 — патрубок впуска пара (медная трубка, паять в отверстии В детали 2; аналогичный патрубок паять в отверстии Г выпуска пара), 2 — рама двигателя (стальной лист толщиной 4 мм), 3 — гайка М4,4 — пружина прижима пластины 6 к раме 2,5 — ось качания цилиндра (стальная проволока диаметром 4 мм с резьбой М4), 6 — пластина (бронза, паять на детали 16), 7 — маховик, 8 — ось кривошипа (стальная проволока диаметром 4 мм), 9 — бронзовая втулка-подшипник, 10 — палец кривошипа (стальная проволока диаметром 4 мм, прессовать в детали 11), 11 — щека кривошипа (стальной лист толщиной 5 мм, прессовать и заклепать на детали 8), 12 — пластина балансира, 13 —шток поршня, 14 — нижняя крышка цилиндра с направляющим отверстием под шток поршня (выполнить четыре отверстия диаметром 2 мм для продувки подпоршневого пространства), 15 — поршень (подогнать к внутреннему размеру цилиндра, выполнить две уплотнительных канавки в соответствии с рисунком), 16 — цилиндр (металлическая трубка диаметром 16 1 мм длиной 50 мм), 17 — верхняя глухая крышка цилиндра (паять в детали 16 после сборки, как и деталь 14). Внизу показана призма, устанавливаемая вместо пластины в соответствии с рекомендациями книги «Техническое творчество».
Сторонник идеи плоской Земли погиб в США при полете на самодельной ракете — РБК
Майк Хьюз по прозвищу Безумный Майк разбился при попытке совершить полет на самодельной паровой ракете. Ее запуск был проведен в Калифорнии для съемок передачи на канале Science Channel
Майкл Хьюз (Фото: madmikehughes / Facebook)
Американец Майкл Хьюз, известный по прозвищу Безумный Майк, разбился при попытке совершить полет на самодельной ракете. Об этом сообщается в Twitter телеканала Science Channel.
Запуск был осуществлен в рамках съемок выпуска передачи Homemade Astronauts, которая выходит на канале, отмечает Space.com. Хьюз пытался подняться на ракете, которая работает на паровом двигателе, на высоту 5 тыс. футов (1,5 км).
«Его мечтой было осуществить этот запуск, и [команда] Science Channel находилась на месте для того, чтобы запечатлеть это путешествие», — говорится в сообщении телеканала.
Летательный аппарат был запущен 22 февраля в пустыне около города Барстоу в Калифорнии. Как сообщает CNN со ссылкой на заявление шерифа округа Сан-Бернардино, власти подтвердили гибель человека после того, как ракета потерпела крушение, но в своем заявлении не упомянули имя Хьюза.
Видео запуска и крушения ракеты опубликовано в Twitter журналиста Джастина Чепмана. Он заявил TMZ, что Хьюз погиб.
Сборка парового двигателя из газонокосилки — Сборщик ферм
Дэвид Бразо
1 / 2
Преобразуйте двигатель газонокосилки в паровой с помощью этого недорогого проекта.
Предоставлено Fotolia/Eva Schinschke
2 / 2
На этих рисунках показаны (A) оригинальные денежные валы и (B) модификация кулачка, описанная Brezeal.
❮ ❯Несколько лет назад я решил сделать паровую машину, которую можно сделать с помощью простых инструментов. Я подумал, что пришлю его, чтобы, если кому-то еще нужен паровой двигатель по низкой цене, они могли попробовать мои предложения.
Все, что вам нужно, это 4-тактный двигатель газонокосилки.Он не должен запускаться — просто быть свободным — , болгаркой и кем-то со сварочным аппаратом (желательно с подачей проволоки). Я взял свой на городской свалке в одно воскресенье, когда никого не было рядом.
У двигателя была низкая компрессия из-за плохих колец, но нищие не могут выбирать, поэтому я все равно использовал его. Если вы решили сделать такой, постарайтесь найти двигатель с хорошей компрессией. Позже я узнал, что с плохими кольцами двигатель работал нормально, но пар проскальзывал мимо колец, конденсировался в картере и выталкивал масло.
Карбюратор и зажигание можно снять, и я взял зубило и срезал ребра с цилиндра, чтобы уменьшить образование конденсата. Свеча зажигания остается, чтобы закрыть отверстие, и было бы неплохо оставить пуск от отдачи или установить тросовый пусковой шкив, потому что, когда впускной клапан открывается, он работает, и ему все равно, что мешает, когда он запускается.
Когда я делал свой, я оставил лезвие включенным, что я не рекомендую, но я хотел сравнить его с работой с газом. Поэтому однажды, когда мамы не было дома, чтобы сказать «нет», я одолжил садовый шланг для паропровода и попробовал его.Казалось, что это работает так же хорошо, как газовая работа, достаточно мощности, пока шланг не лопнул. Удивительно, как быстро могут уйти соседские дети, если они думают, что будут проблемы!
Первое, что нужно сделать, это вынуть распределительный вал и попросить кого-нибудь приварить два выступа на 180 градусов напротив оригиналов (рисунки A и B в галерее изображений, рисунок A – оригинальные кулачки). Теперь снимите головку и решите, какой порт будет впускным. Выхлоп обычно имеет резьбу, поэтому лучше использовать ее.Я постучал по воздухозаборнику, но это не имеет значения.
После того, как вы решили, какой порт использовать, решите, хотите ли вы, чтобы он работал по часовой стрелке или против часовой стрелки, и поворачивайте двигатель в этом направлении, пока поршень не поднимется примерно на 1/8 дюйма перед верхней точкой хода. Теперь замените распределительный вал оригинальным кулачком для вашего впускного клапана, чтобы он только начал открывать клапан. Если он не падает, возможно, вам придется немного подточить кулачок. Потребление должно закрыться на одну треть или наполовину.
Лучший способ шлифовать кулачки – это удерживать концы вала и вращать его в шлифовальном круге. Старайтесь шлифовать только выступ кулачка.
Это ваша отправная точка, так что сделайте новую отметку времени. Возможно, его придется перенести позже.
Вращайте двигатель до тех пор, пока поршень не окажется на 1/16 и 1/8 дюйма перед нижней мертвой точкой, и притрите кулачок выпускного клапана, чтобы клапан только начал открываться. Если это оригинальный кулачок, поверните его немного дальше и посмотрите, где он закрывается.Если он находится между четвертью хода и местом первого открытия впуска, все в порядке. Если это новый кулачок, отшлифуйте его до той же высоты, чтобы он закрывался между одной четвертью хода и местом первого открытия впуска.
Причина, по которой выхлоп открывается так рано, заключается в сбросе давления до того, как поршень начнет резервное копирование.
Теперь продолжайте до тех пор, пока поршень не окажется в том же месте, где он был при первом открытии впуска, и снова притрите кулачок, чтобы клапан только начал открываться, как и в первый раз.
Чтобы кулачки очистились по всему периметру, вам, возможно, придется подточить их уже или вам, возможно, придется переместить установочную метку, как я сказал ранее, поэтому не шлифуйте слишком сильно, пока не будете уверены, что она очистится.
Время не обязательно должно быть точно таким, как я сказал для запуска. На самом деле, когда я впервые собрал свой, он должен был работать в любом направлении, просто переключая паровые и выхлопные трубы. Однако он не работал слишком хорошо, поэтому я изменил его на указанный выше.
Также можно использовать только оригинальные 2 кулачка, но вам нужен очень тяжелый маховик, и он не имеет большой мощности или очень устойчивой скорости.
Еще одно место, где могут возникнуть проблемы с попаданием пара в картер, это за направляющими клапанов. Если они герметичны, утечка не будет слишком большой, но если она сильная, вам, возможно, придется прорезать канавку вокруг нее, чтобы пар выходил перед картером.
Если проблема в том, что использовать для котла, не волнуйтесь, он отлично работает на сжатом воздухе. На самом деле, если правильно рассчитать время, он почти побежит, дунув в него.
Но теперь, когда мы перешли к котлам, я хотел бы кое-что сказать.Котел — это бомба в руках того, кто не знает, что делает. Котел постоянно движется, даже если он стоит на месте. Каждый раз, когда давление повышается, температура повышается, и металл расширяется, а когда давление падает, температура падает, и металл сжимается, как если бы металл котла изгибался взад и вперед до очень небольшой степени.
Котельная плита представляет собой очень мягкую высококачественную сталь. Хорошая плита котла толщиной до 3/4 дюйма может быть забита молотком сама по себе без каких-либо признаков растрескивания или напряжения.Примером растрескивания под напряжением является установка стержня или подшипниковых тисков и изгибание их вперед и назад до тех пор, пока они не сломаются. Чем тверже сталь, тем быстрее это произойдет. Поэтому котлы должны изготавливаться только из котельной плиты. Также все A.S.M.E. после сварки котлы снимают напряжение, помещая их в печь на несколько часов, чтобы снять напряжение со сварных швов.
А.С.М.Е. котлы проходят гидростатические испытания при 150 процентах рабочего давления и не более. Один из инспекторов сказал, что на заводе они должны были бы отказаться от него, если бы тест был слишком высоким, из-за возможного перенапряжения котла.Я слышал, как несколько парней говорят, что они разгоняют свои 100-фунтовые котлы до 300 фунтов, чтобы проверить их.
Трещины от напряжения могут быть слишком маленькими, чтобы их можно было увидеть, или быть скрытыми под смазкой, окалиной или какой-либо частью двигателя.
Вода, используемая для гидросистемы, должна иметь температуру от 70 до 120 градусов. Если слишком холодно, вы можете напрячь котел; если слишком жарко, вы побеждаете цель.
Я писал не для того, чтобы говорить о котлах, поэтому я уйду отсюда. Но безопасность котлов — моя любимая тема. Я видел, как парень запускал двигатель с 26 заплатами, а 13 все еще текли.Когда я это увидел, я ушел. Видимо, парень не осознавал ответственности перед обществом. Некоторые люди не имеют права запускать двигатель, и им все равно. Рано или поздно кто-то лопнет, и мы все заплатим.
Опубликовано 1 марта 1987 г.
РОДСТВЕННЫЕ СТАТЬИ
Прочтите об одном из первых поселенцев из Вашингтона, который пустил глубокие корни своей новаторской гениальности.
Владельцу парового тягового двигателя Advance-Rumely в Нидерландах нужна помощь в изучении его истории.
В честь Мэйнарда Вестгарда последняя поездка на старом паровом двигателе, его отреставрированном паровом тракторе Case.
Сборка небольшой паровой машины — часть первая
Первая часть изготовления небольшого парового двигателя
Автор: Робин В целом
Посмотреть в полном размере
Небольшая паровая машина долгое время была конечной целью каждого инженера-любителя, хотя я никогда не думал, что меня можно отнести к этой категории.
В конце 19 века и даже в самом начале паровые машины были популярным развлечением для многих людей. Первоначально разработанные как игрушка для маленьких мальчиков, они быстро превратились в игрушки, с которыми мальчикам разрешалось играть только в особых случаях. Они вернулись на короткий период популярности в 1960-х и 1970-х годах, но даже тогда были скорее украшением книжного шкафа, чем хорошо используемыми игрушками. Вероятно, это было связано с непомерной стоимостью продукта, а не с заботой о безопасности.
Очень привлекательная игрушка, которую довольно легко сделать в обычной мастерской. Однако недавняя работа в колледже Рангитото в качестве учителя технологии поставила меня в тупик. Мой предшественник приступил к работе, в которой группа мальчиков 13-х классов собирала паровые машины, чтобы получить оценки NCEA по пайке и сварке. Признаюсь, я токарь-любитель, и мне еще предстоит пройти огромный путь по кривой обучения.
Посмотреть в полном размере
Впечатляюще
Многие мальчики сделали свои котлы к тому времени, как я пришел к власти, и они различались как по стилю, так и по степени изобретательности.Некоторые выбрали горизонтальную модель, а другие предпочли вертикальную, с дымоходами посередине. Уровень компетентности был весьма впечатляющим, и они, как правило, хорошо понимали основные понятия, связанные с работой парового двигателя.
Принцип действия парового двигателя довольно прост, но весьма эффектен. Вода при нагревании производит пар, и объем, занимаемый паром, огромен по сравнению с объемом, занимаемым водой. Чашка воды при кипячении производит достаточно пара, чтобы наполнить всю комнату.Это увеличение объема при подаче в паровую машину создаст давление в цилиндре, которое, в свою очередь, вытеснит поршень.
Движение поршня ограничивается шатуном, соединенным с кривошипом. Кривошипное колесо находится на том же валу, что и маховик. Импульс маховика заставляет кривошипное колесо продолжать вращаться, и это толкает поршень обратно в цилиндр, выталкивая израсходованный пар. Поскольку цилиндр может свободно колебаться, отверстие в цилиндре чередуется между входным и выходным портами.
Затем мы взялись за создание настоящего двигателя. Это оказалось более сложной задачей, и ее нужно было упростить, если мы хотели завершить проект в установленные сроки.
Я разделил проект на две части. Сначала рассматривается конструкция котла, а затем двигатель. Причина этого заключается в том, что котел можно использовать с любым двигателем аналогичного размера и наоборот, поэтому, как только вы подключитесь, кто знает, сколько красивых маленьких моделей будет украшать полки вашего сарая.
Посмотреть в полном размере
Труба котла (левая) рядом с концевыми заглушками Welch.
Бойлер
Бойлер, используемый в этой модели, изготовлен из медной трубы длиной 100 мм и диаметром 50 мм. Это тип трубы, которая используется для стоков в старых домах. Вы можете использовать медь 40 мм, если не можете получить 50 мм, но просто сделайте ее немного длиннее, чтобы вместить достаточное количество воды. Эта модель была сделана из куска старой ловушки для отходов, которая была заменена новой пластиковой.Его по-прежнему достаточно легко получить короткими кусками у сантехников, у которых есть обрезки, которые они могут быть готовы продать.
Торцевые пластины могут быть изготовлены из того же материала, если он отожжен и обрезан по форме, а затем сплющен. Их также можно изготовить с помощью шаблона для получения слегка выпуклых торцевых пластин. Первый может быть изготовлен из металла или твердой древесины, а медь сформирована поверх него.
Сверните шаблон до диаметра, равного внутреннему диаметру вашей трубы минус удвоенная толщина медного листа.Конечным результатом является куполообразная крышка, которая помещается внутри трубки и обеспечивает более аккуратную отделку, чем просто использование медных дисков. Это также выглядит более профессионально и значительно увеличивает прочность.
Посмотреть в полном размере
Заглушки Welch
Другой альтернативой, которую я выбрал и которая понравится многим, является использование предварительно отформованных заглушек. На самом деле это свечи Welch, используемые в блоках двигателей, изготовленные из твердой латуни и доступные по цене около 5 долларов за штуку в магазинах автомобильных аксессуаров.(Если вы используете 40-миллиметровую трубку, вам придется высверливать концы, чтобы вставить 40-миллиметровые заглушки.) Медная трубка обрезается до необходимой длины, а концы обтачиваются под прямым углом. Используйте инструмент для удаления заусенцев, чтобы очистить края. Они производят действительно аккуратный край и довольно дешевы, чтобы купить.
Котел может быть припаян твердым припоем или припаян мягким припоем. Это зависит от оборудования, к которому у вас есть доступ, и в определенной степени от вашего уровня навыков. Давление, достигаемое с помощью этого котла, намного ниже порога опасности при использовании любого метода, поэтому используйте тот метод, который вам наиболее удобен.Убедитесь, что все поверхности чистые, на них нет жира и т. д. Рекомендуется протереть поверхность техническим спиртом, чтобы убедиться, что она действительно чистая.
При пайке желательно сначала «лужить» соединяемые поверхности, а затем, когда они будут расположены правильно, наносить минимальное количество припоя, чтобы обеспечить хорошее сцепление. Кислородно-ацетиленовая горелка для этого немного не подходит, и я предпочитаю использовать воздушно-газовую горелку, снабженную горелкой в форме карандаша.
Котел оснащен заливным отверстием, патрубком для выпуска пара, пробкой уровня воды и предохранительным клапаном.Дополнительным аксессуаром является свисток, который при необходимости действует как клапан сброса давления.
Посмотреть в полном размере
Слева: отверстия котла для контроля уровня (с торца), заполнение, выпуск пара, предохранительный клапан.
Предохранительный клапан
Предохранительный клапан состоит из латунного болта, короткого шестигранного латунного стержня, шарикоподшипника и небольшой пружины. Это довольно просто сделать, имея минимальные навыки токарного станка. Принцип заключается в том, чтобы просверлить болт, а затем разрезать его на две части.Сложите обрезанные концы. Длина шестигранного стержня просверливается по всей длине, и на каждом конце нарезается резьба для размещения двух половинок болта. Шариковый подшипник находится над отверстием в нижней половине болта и удерживается под давлением с помощью пружины, сделанной из проволоки из нержавеющей стали или, в моем случае, извлеченной из шариковой ручки. Весь узел находится в гайке, припаянной к медной трубке.
Крышка заливной горловины во многом аналогична предохранительному клапану, поскольку латунный болт находится в гайке, припаянной к медной трубке.Наличие небольших уплотнительных колец как на предохранительном клапане, так и на крышке заливной горловины обеспечивает хорошую герметичность в обоих случаях.
Пробка уровня воды установлена в центре одной из торцевых пластин. Это может быть простой болт в припаянной гайке, который не закручивается при заполнении бойлера, чтобы уровень воды не превышал отметки наполовину. Лучший вариант — просверлить болт на большую часть его длины, а затем просверлить под прямым углом резьбу частично вниз от вершины. Это позволяет постепенно откручивать болт, а когда вода просачивается, снова затягивать его.Таким образом можно проверить уровень воды под паром.
Простой способ создания предохранительного «клапана» заключается в простой замене короткого отрезка медной трубки от цилиндра к впускному отверстию резиновой трубкой.
Трубка для выпуска пара может быть припаяна непосредственно к котлу, и это окажется вполне функциональным, но перфекционисты среди вас могут захотеть использовать накидную гайку, чтобы при необходимости ее можно было снять позднее. Этого можно добиться, разрезав соединительный ниппель пополам.Затем его подпиливают и припаивают к котлу так, чтобы обрезанный конец соприкасался с котлом, а резьба была обращена вверх. Соответствующая олива и гайка завершают соединение. 1/8-дюймовые ниппели можно приобрести в инженерно-технических фирмах, и они достаточно длинные, чтобы их можно было разрезать пополам.
Посмотреть в полном размере
На выпускной паровой трубе используются накидная гайка, ниппель, оливка и гайка.
Подставка
Подставку для котла я сконструировал из четырех кусков мягкой стали толщиной 3 мм. Он может быть цельным и сложенным или сделанным из алюминия или латуни.Просверлите по три отверстия диаметром 15 мм в каждой из длинных сторон, чтобы воздух поступал к горелке. Я спаял детали вместе после резки по размеру. №
Готовая подставка была отшлифована, отшлифована и покрыта шлифовальной грунтовкой, а затем покрыта матовой черной высокотемпературной краской. Добавление двух проушин к основанию означает, что его можно прикрепить к деревянной основе. Две полоски из латуни были подпилены по размеру, отполированы, просверлены и закреплены над котлом, чтобы удерживать его на месте, с помощью саморезов 6 калибра. Готовая модель устанавливается на кусок дерева (я использовал обрезки вяза), который был отшлифован и покрыт воском.Если изделие предназначено в качестве подарка какому-нибудь счастливому молодому человеку, добавление маленькой латунной таблички с соответствующей надписью было бы хорошим жестом.
Паровая трубка
Я использовал медную трубку диаметром 1/8 дюйма, так как накидные гайки и фитинги можно легко приобрести у специалистов по инженерным поставкам. Их делать не нужно, так как уровень мастерства чрезвычайно высок и в конце концов «Зачем изобретать велосипед?» Медь легко обрабатывается при отжиге. Держите его плоскогубцами и нагрейте до тускло-красного цвета, а затем погрузите в холодную воду.Тогда он будет достаточно мягким, чтобы сгибаться так, как вы пожелаете. Когда вы будете сгибать его, произойдет упрочнение, поэтому вам, возможно, придется повторить процесс. Медные трубки лучше всего очищать стальной ватой, а затем полировать латунью. Латунные ниппельные соединители также можно было бы использовать на стенде двигателя, но я думаю, что это необязательно. Об этом будет рассказано в следующей части этой статьи. Старайтесь, чтобы все трубопроводы были вертикальными или горизонтальными по высоте, а все изменения угла выполнялись на виде в плане. Это значительно помогает придать вашей модели профессиональный имидж.
Посмотреть в полном размере
Уильям Лин в колледже Рангитото… впечатляющая студенческая работа.
Горелка
В качестве топлива используется метиловый спирт, поэтому необходимо построить подходящую горелку. Это может быть сделано из меди или стали. Я использовал медь, так как она позволяет избежать проблемы ржавчины. Метиловый спирт не обязательно нуждается в фитиле, но эффективность использования топлива может быть значительно повышена с использованием фитилей. Материал для фитиля легко купить в кемпинговых магазинах и в большинстве хозяйственных магазинов.В зависимости от типа фитиля верхняя часть горелки может быть соответствующим образом изменена.
Дополнительное оборудование
Хотя я не включил в свою модель никаких дополнений, я сделал некоторые из них, которые могут найти место в будущей модели. К ним относятся такие вещи, как масленки, краны, выключатели и свисток. Свистулька, пожалуй, самая простая и веселая.
Посмотреть в полном размере
СТИПЕНДИЯ ДЖОНАТАНА
Маленькие паровые машины и начинающие инженеры, безусловно, идут рука об руку. Небольшой паровой двигатель вызвал интерес у 15-летнего ученика школы Кристин Джонатана Файста, у которого есть все признаки того, что он движется к выдающейся карьере инженера.В 2007 году он был успешным кандидатом на получение школьной стипендии имени Бобби Стаффорда-Буша, чтобы купить токарный станок и фрезерный станок для поддержки своей работы в области технологий. Приз в размере 4000 долларов был учрежден семьей Стаффорд-Буш в память об их сыне, который увлекался технологиями в школе.
«Сейчас я хочу сделать двигатель Стирлинга», — говорит Джонатан, когда его комплект паровой машины от опытного производителя паровых двигателей Грэма Куэйла близится к завершению. Вскоре он планирует протестировать его с помощью сжатого воздуха. «Это только близко подогнанные части, которые оказываются немного трудными.
Посмотреть в полном размере
Джонатан Файст… стипендия.
Посмотреть в полном размере
Строящийся паровой двигатель.
| Изображение | Описание | Файл Спец. | Скачать |
| 3 Sisters Engine: Настольный демонстрационный трехцилиндровый радиальный паровой двигатель легко изготавливается из алюминия и латуни. Минимальная механическая обработка. | 10 стр. 260 КБ | ||
| 1932 Beam Engine: Маленькая модель оригинального горизонтально-балочного двигателя из журнала, изданного в 1932 году. В планах также котел. | 2 страницы 1,3 МБ | ||
| 45-градусный двигатель EZee: Очень простой план небольшого одноцилиндрового парового двигателя с углом поворота 45 градусов, разработанный профессором для его студентов в качестве учебного проекта. | 2 страницы 1,5 МБ | ||
| Осциллирующий двигатель Бетта: Небольшой осциллирующий двигатель, разработанный Беттом в качестве простого демонстрационного образца. | 2 страницы 217 КБ | ||
| Составной конденсационный двигатель: Сложная, но эффективная конструкция 1902 года, которую может построить продвинутый любитель. | 16 стр. 1,3 МБ | ||
| Двигатель Danpf: Вертикальный двигатель хорошего размера. Планы на немецком языке, но их легко понять тем, у кого нет аллергии на метрические размеры. | 10 стр. 416 кБ | ||
| Дэвид Двигатель: Небольшой демонстратор, разработанный Аланом Марконетом из Hobbit Engineering. Подробные планы для первого строителя. | 6 стр. 281 кБ | ||
| Локтевой двигатель: Необычный демонстрационный двигатель, для сборки которого требуются определенные навыки, но результаты должны быть ошеломляющими. | 5 стр. 281 кБ | ||
| Четырехугольный двигатель Элмера Верберга: Элмер Верберг был плодовитым дизайнером и строителем паровых двигателей. Когда он умер, он хотел, чтобы его планы были достоянием общественности. Вот его четырехцилиндровый четырехцилиндровый двигатель. | 3 страницы 493 кБ | ||
| Лысый двигатель Элмера Верберга: Лысый двигатель Элмера — это горизонтальный двигатель, использующий шарик вместо поршня.Это устраняет одно соединение в шатуне для очень прочной конструкции. | 2 страницы 310 КБ | ||
| Лучевой двигатель Элмера Верберга: Луч Элмера — типичный старомодный лучевой двигатель — культовый паровой двигатель, простой в сборке и впечатляющий в работе. | 4 страницы 433 кБ | ||
| Редукторный двигатель Элмера Верберга: Редукторный двигатель Элмера имеет необычную конструкцию, но когда-то использовался на заводах промышленной революции.Эффективная конструкция, хотя и сложная в изготовлении. | 7 стр. 1,2 МБ | ||
| Горизонтальный двигатель Элмера Верберга: Горизонтальный двигатель Элмера представляет собой простой двигатель двойного действия, который обычно использовался на мельницах для измельчения зерна сто или более лет назад. | 4 страницы 363 КБ | ||
| Двигатель H-Twin Элмера Верберга: Горизонтальный двойной цилиндр Элмера в основном сделан из латуни, поэтому его легко обрабатывать, и он великолепно выглядит. | 2 страницы 285 КБ | ||
| Открытый двухцилиндровый двигатель Элмера Верберга: Двухцилиндровый двигатель с открытой колонной Элмера представляет собой вариант двигателя с тарельчатым клапаном, первоначально разработанный в 1913 году. | 7 страниц 956 КБ | ||
| Радиальный двигатель Элмера Верберга: Радиальный двигатель Элмера представляет собой упрощенный 3-цилиндровый радиальный паровой двигатель с очень простым в изготовлении дисковым клапаном. | 5 стр. 512 КБ | ||
| Реверс Элмера Верберга: В реверсивном двигателе с открытой колонной Элмера используется простой клапан со срезным уплотнением для реверсирования вращения двигателя без муфт и зубчатых передач. | 3 страницы 956 кБ | ||
| Скотти Элмера Верберга: Двигатель Скотти Элмера включает механизм кулисного механизма для передачи линейного движения во вращательное вместо традиционного коленчатого вала. | 2 страницы 301 КБ | ||
| Слайдер Элмера Верберга: В двигателе Слайдера Элмера используется золотниковый клапан, тип которого традиционно используется на паровозах. | 3 страницы 403 КБ | ||
| Вертикальный воблер Элмера Верберга: Вертикальный воблер Элмера представляет собой двухцилиндровый перевернутый «воблер», в котором движение цилиндров автоматически приводит в действие клапаны. | 2 страницы 818 кБ | ||
| Шатающаяся пластина Элмера Верберга: В двигателе Элмера с качающейся пластиной используется стационарный цилиндр с качающейся клапанной пластиной. Очень чистый дизайн. | 5 стр. 589 КБ | ||
| Деревянный паровоз Элмера Верберга: Деревянно-балочный паровоз Элмера является данью оригинальной конструкции парового двигателя Джеймса Ватта. | 8 страниц 901 КБ | ||
| Двигатель E-Zee: Этот двигатель e-zee имеет очень простую конструкцию, состоящую из изогнутой проволоки и простой алюминиевой пластины с отверстиями. | 2 страницы 270 КБ | ||
| Двигатель Hilde: Двигатель Hilde представляет собой еще одну простую конструкцию с коленчатым валом из гнутой проволоки, золотниковым клапаном и в основном латунной конструкцией.Схемы на немецком, а инструкции на английском. | 13 страниц 467 КБ | ||
| Двигатель с горизонтальной направляющей: Эта конструкция двигателя с горизонтальной направляющей представляет собой традиционную мельницу, локомотив и паровой двигатель с боковым колесом. | 19 страниц 405 КБ | ||
| Husky 2000 Двигатель: Учебный макет демонстратора, который легко собирается и использует кулачковый привод. | 6 стр. 516 КБ | ||
| Двигатель Jepson: Двигатель Jepson с отверстием 3/4 дюйма, открытой рамой, вертикальным расположением золотниковых клапанов, 1947 года выпуска, с довольно хорошо детализированными компонентами. | 3 страницы 113 кБ | ||
| Jingle Bell Двигатель: Jingle Bell представляет собой в основном алюминиевый демонстрационный образец с клапаном с качающейся пластиной. | 3 страницы 455 КБ | ||
| Двигатель Kouhoupt: Двигатель Kouhoupt — это модель двигателя с шагающей балкой, которая появилась в журнале, разработанном человеком по имени Rudy Kouhoupt. Он предназначен для домашнего моделиста и не требует никаких отливок. | 5 стр. 1,1 МБ | ||
| Осциллирующий двигатель с L-образной рамой: Осциллятор с L-образной рамой представляет собой современный демонстрационный образец простой конструкции, который может легко собрать домашний любитель. | 2 страницы 209 КБ | ||
| Модель котла: Довольно хороший трактат о том, как построить модель котла с паровым двигателем для домашнего строителя. | 20 страниц 551 КБ | ||
| Модель паровой турбины: Эта модель паровой турбины представляет собой интересный демонстрационный образец, и на нее должно быть весело смотреть, но ее нельзя использовать для какой-либо работы. | 12 страниц 299 КБ | ||
| Паровые двигатели Muncaster: Это взгляд 1950-х годов на некоторые конструкции 1900-х годов Х. Манкастера. В этом цикле статей есть подробные планы по созданию 9 двигателей разного типа и сложности. | 29 страниц 965 КБ | ||
| Michael Niggel Бойлер: Небольшой паровой котел, спроектированный моим Майклом Ниггелем.Метрические планы на французском языке, но достаточно легко следовать. | 29 страниц 965 КБ | ||
| Michael Niggel Вертикальный: Вертикальный одноцилиндровый двигатель. Очень хорошо подробные метрические планы на французском языке. | 16 стр. 229 КБ | ||
| Michael Niggel Twin: Вертикальный двухцилиндровый двигатель. Очень хорошо подробные метрические планы на французском языке. | 12 стр. 220 КБ | ||
| 4-цилиндровый двигатель Pirker: Интересная современная конструкция парового двигателя с 4-цилиндровым качающимся клапаном. Описание на немецком языке, а планы в метрической системе. | 17 страниц 505 КБ | ||
| Двигатель River Queen: Красивый морской двигатель 1950-х годов. | 17 страниц 505 КБ | ||
| Роторный двойной двигатель: Легко обрабатываемый двухцилиндровый паровой двигатель с поворотным клапаном. | 5 стр. 4,4 МБ | ||
| Простой двигатель: Простой двигатель с вертикальным роторным клапаном 1930-х годов, хотя требуется отливка, но вы можете довольно легко заменить детали заготовки, обработанные на станке с ЧПУ. В планах бойлер. | 5 стр. 993 КБ | ||
| Небольшой горизонтальный двигатель: Небольшой горизонтальный двигатель из очень старого комплекта чертежей. | 5 стр. 607 КБ | ||
| Малый осциллятор Двигатель: Демонстрационный образец, использующий принцип колебательного движения. | 4 страницы 340 КБ | ||
| Маленький вертикальный двигатель: Маленький вертикальный паровой двигатель очень старой конструкции. Для этого нужны отливки. | 16 стр. 11,6 МБ | ||
| Двухцилиндровый двигатель Soumard: Очень хорошо спроектированный двухцилиндровый вертикальный двигатель с золотниковыми клапанами.Планы на французском языке и метрические. | 10 стр. 776 КБ | ||
| German V Twin Engine: Красивый паровой двигатель V-Twin от немецкого дизайнера. Планы метрические и на немецком языке. Паровой Харлей кто-нибудь? | 42 страницы 1,2 МБ |
Паровая энергия в вашем будущем?
Скип Гебель | |
| Выпуск № 43 • Январь/февраль 1997 г. |
Если вы считаете, что пар устарел, подумайте вот о чем: почти столетие назад паровые машины и корабли достигли таких скоростей и эффективности, которых до сих пор трудно достичь даже с современными двигателями внутреннего сгорания.
Пар — одна из самых мощных и самых опасных форм независимой энергии. Он настолько мощный, что здесь, в Tiny Power, производителях паровых двигателей, по крайней мере раз в неделю нам звонит кто-то, кто собирается спасти мир с помощью пара. Обычно требуется всего несколько минут разговора, чтобы понять, что звонящему нужно больше узнать об основах паровой техники.
Эта статья является попыткой ответить на некоторые из многих вопросов, которые люди задают о Steam. И я думаю, что первый вопрос: может ли это спасти мир, по крайней мере, в том, что касается ваших личных потребностей в энергии? Это зависит.
Для первоначальных инвестиций в этот наиболее трудоемкий вид домашнего электроснабжения вы, вероятно, могли бы купить дизельный генератор и 5-10 тысяч галлонов топлива без существенных изменений в вашем образе жизни. Если вы планируете сжигать древесину, вы должны знать, что газификация древесины и сжигание ее в двигателе внутреннего сгорания является очень авторитетной наукой. Это может быть более практичным приложением для вас.
Если вам нужно большое количество контролируемого тепла, скажем, для обогрева большого дома, курятника или даже печи, паровые установки превосходны тем, что отработанное тепло (выхлоп) парового двигателя даст вам чрезмерное количество БТЕ. играть с.
Что такое пар?
Что такое пар? «Вода сошла с ума от жары» — хороший ответ, как и любой другой. Вода действительно превратится в пар в вакууме, если ее температура будет поддерживаться на уровне 40 градусов по Фаренгейту. И наоборот, при давлении 3200 фунтов на дюйм. на квадратный дюйм и температуре около 720 градусов, пар становится «сверхкритическим» и фактически имеет такую же плотность, как вода. Современные паровые системы работают при таком давлении, потому что пар, являющийся «сверхлучистым» газом, поглощает и отдает тепло намного быстрее, чем вода.
Только «сухой» пар производит полезную работу. Пар представляет собой сухой, прозрачный газ без вкуса. Мутное вещество, которое вы видите из чайника, на самом деле является просто водяным паром и не может быть использовано для наших нужд, потому что, если вы его видите, вся работа пропала.
| Один из небольших высококачественных паровых двигателей производства компании автора Tiny Power, Inc. |
Когда вода превращается в пар, вы можете повысить температуру газа и сохранить в нем больше энергии/работы.Мы называем это «перегретым» паром, и хотя это желательное условие, оно редко используется на небольших паровых установках.
Что мы хотим делать с паром, так это извлекать из него работу. Работу лучше всего описать как движение или изменение скорости массы. Для выполнения работы требуется энергия. Сообщать энергию массе — это одно, а передавать и использовать эту энергию — совсем другое. Вода в виде пара является отличной средой для передачи энергии.
Вода — это практичное, безопасное и эффективное неорганическое химическое вещество, которое легко поглощает и передает энергию.Чтобы понять, как это происходит, попробуйте мыслить разностями, т. е. разницей температур, разницей давления или, точнее, разницей объема. Когда пар переходит из одного объема в другой, совершается работа. Примером этого является опускание поршня в цилиндре, что создает дополнительное пространство или объем (расширение). Поскольку происходят объемные изменения, должны также происходить изменения температуры и давления. Это законы природы, которые вы не можете изменить. У нас есть единицы для измерения свойств массы. Как правило, давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм, объем – в кубических футах, а температура – в градусах по Фаренгейту.(Я еще не метрика, ребята.)
На этом этапе позвольте мне представить вам британскую тепловую единицу (БТЕ). Это единица измерения в Соединенных Штатах, которая похожа на калорию в метрической системе. Это не что иное, как единица тепла. Одна БТЕ – это количество тепла, необходимое для нагревания одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. И наоборот, если фунт воды падает на один градус, он высвобождает одну БТЕ.
При сгорании любого топлива выделяется энергия в виде тепла, и это тепло может быть измерено либо в БТЕ, либо в калориях.Мы будем использовать BTU. Примером может служить древесина дуба, которая имеет 6-11 тысяч БТЕ на фунт. Рассматривайте это как потенциальную энергию или энергию, ожидающую своего появления. При окислении (сгорании) он высвобождает энергию, и если мы производим пар с этой энергией, мы можем использовать пар для передачи этой энергии куда-то еще для выполнения полезной работы.
| Паровой катер Санта-Крус II , Эхо-Лейк, Калифорния |
Другими источниками БТЕ могут быть горячие источники или солнечные батареи. Помните, что мы ищем разницу температур; чем выше мы можем поднять температуру воды, тем больше работы мы можем получить из воды.К сожалению, чем меньше разница температур, тем больше должен быть объем воды. Например, один фунт пара при температуре 800 градусов совершает определенную работу; чтобы произвести тот же объем работы при 400 градусах, нужно гораздо большее количество воды.
Итак, мы берем один фунт воды от 60 до 212 градусов, и это занимает 152 БТЕ. (212 – 60 = 152) Теперь добавляем еще одну БТЕ и все это превращается в пар при атмосферном давлении. Правильно? Неправильный!
Поднять температуру воды легко; замена воды на пар — совсем другое дело.Чтобы изменить физическое состояние материи, требуется много энергии. Помните, здесь это не пропадает даром; скорее хранится.
Чтобы преобразовать один фунт воды из воды с температурой 212 градусов в пар с температурой 212 градусов (все еще один фунт по весу) при атмосферном давлении, требуется еще 970 БТЕ. Если мы все это вместим, как в котле, то получим перепад давления (внутри и снаружи). Этот фунт воды при температуре 212 градусов занимал всего 0,2 кубических фута. Пар при 212 градусах и атмосферном давлении (или 14.7 фунтов на квадратный дюйм) будет занимать 27 кубических футов.
Теперь, если этот пар не может расшириться в эти объемы, потому что он содержится, мы получаем увеличение давления. Именно это давление мы будем использовать для выполнения нашей работы.
Какой тип котла?
Емкость, в которой мы будем делать наш пар, называется котлом. Есть в основном три типа котлов.
Котел жаротрубный. Это самая старая, самая простая и самая стабильная выработка пара.Он же и самый опасный (склонен взрываться). Поэтому больше не об этом. Забудь, нада, никак и т.д. Наклей себе на мозг эту наклейку: В галлоне воды шашка динамита .
Трубка для воды. Это более эффективный, безопасный, распространенный, простой в сборке и т. д. В основном конструкция включает ряд труб, которые выходят из барабана вниз и окружают камеру сгорания (топку). Затем пар отводится из верхней части барабана, где по трубе направляется по назначению.(См. рис. 1.)
Рисунок 1. Водотрубный котел |
Типичным примером этих типов является котел отопления дома. Большие корабли и электростанции также используют эти конструкции. У нас есть такой на нашем 23-футовом пароходе, который работает на дровах, и он работает довольно хорошо. Позвольте мне вставить здесь, что если вы сжигаете твердое топливо (дрова или уголь), вы будете постоянно следить за своим котлом . Если не можете, просто отбросьте эту идею. Если можете, будьте готовы к вечному блаженству.
Базовая компоновка показана на рисунке. Ни в коем случае не используйте эту иллюстрацию для проектирования собственного котла. Если вам пришлось учиться, читая эту статью, вы не можете, не будете и не будете строить один из них. Помните, смерть окончательна (и болезненна).
Существует множество утвержденных, сертифицированных и хорошо протестированных планов. Steam — определенно «доработанная» наука. Если вы заглянете в желтые страницы, вы найдете сертифицированных котловщиков, которые сделают работу правильно.Технически вы нарушаете закон, строя несертифицированный котел.
Котлы однотрубные или однотрубные . На сегодняшний день это самый эффективный, легкий и безопасный котел. Его легко и недорого построить. Они лучше всего работают при непрерывной, устойчивой работе. Однако при небольшом запасе мощности они чувствительны к колебаниям запасов топлива и воды, не говоря уже о нагрузках. Наиболее распространенными вариантами являются портативные пароочистители. Современные мотели используют вариант в качестве водонагревателей.
Большой пароход |
В основном они состоят из одного непрерывного бухта труб или труб различной конфигурации. Отсюда и название «Монотрубка». Если мы сможем обеспечить точный контроль подачи топлива/воды, то у нас будет идеальный домашний котел. Газовые и жидкие виды топлива являются идеальным видом топлива для однотрубных двигателей, поскольку их легко регулировать. И да, существуют утвержденные конструкции монотрубок, и профессионал может построить их довольно дешево.
Факты горения
Для горения определенного количества топлива требуется определенное количество воздуха — не больше и не меньше. Также требуется достаточное количество места для сжигания. Недостаточно воздуха, и вы получите неполное сгорание. Слишком много воздуха, и вы нагреваете воздух.
Кроме того, если мы слишком быстро встретим воздух с топливом, мы получим слишком жаркое пламя. Это плохо, потому что при температуре выше 1800 градусов азот в воздухе и некоторые другие химические вещества начинают окисляться. Мало того, что это ядовито, это еще и пустая трата энергии.
Место для горения важно, потому что слишком мало, и мы погасим пламя. Держите зажженную свечу так, чтобы пламя коснулось кубика льда, и если вы присмотритесь, то увидите невидимый слой газа, изолирующий пламя от поверхности. Этот слой представляет собой несгоревшие газы, такие как окись углерода, и возникает из-за того, что температура поверхности была ниже температуры воспламенения горючих газов. Правило таково: пламя не должно касаться металла.
Также слишком много места и мы можем потерять наши коэффициенты излучения.Вообще говоря, котел получает 60-70% передачи энергии от лучистой энергии, а не от горячих газов.
| Паровой трактор половинной шкалы |
Идея состоит в том, чтобы аккуратно соединить воздух и топливо и дать им достаточно места или времени для выполнения своих задач. Существуют установленные формулы для всех этих факторов, и ваш производитель котлов будет знать, что делать, как только вы сообщите ему о своих потребностях.
Огромный крутящий момент
Теперь, когда у нас есть пар, давайте воспользуемся им.Мы извлекаем работу из пара, позволяя ему расширяться в контролируемой среде, такой как поршень в цилиндре или сопло в турбине.
Турбиныхороши, и у меня есть одна, но в домашних масштабах они очень неэффективны. Это просто вопрос физики и затрат. Я знаю, что есть много людей, которые будут спорить с этим, но если они смогут придумать эффективную домашнюю турбину и продать ее по разумной цене, я куплю ее.
Итак, мы застряли с поршневым (поршневым) двигателем.Мужаться. Они работают, они долговечны и существуют уже давно. Паровые двигатели тихие, тяжелые, долговечные и, если они современные, просты в обслуживании (в наших более крупных моделях используются герметичные шарикоподшипники).
Вы можете найти множество бывших в употреблении двигателей на старых верфях, нефтеперерабатывающих заводах, древних фабриках, шахтах и железных дорогах. Или можно купить новый.
Рассмотрим паровые двигатели, похожие на быстродействующий гидравлический цилиндр с автоматическим клапаном. Баран соединен с кривошипом, который вращается и дает полезную работу.Важно отметить, что большинство паровых двигателей предназначены для подачи пара с обеих сторон поршня, что делает их «однотактными». Это также заставляет поршневые двигатели создавать огромный крутящий момент практически на любых оборотах. Вы можете рассчитать этот крутящий момент, взяв квадратные дюймы поршня, умножив это значение на среднее давление в цилиндре и умножив это число на длину хода, измеренную в футах, деленную на 2. Примером может быть: Одноцилиндровый двигатель имеет диаметр цилиндра 3 дюйма и ход поршня 4 дюйма, и он работает при 100 фунтах среднего цилиндра или «среднего» давления.Трехдюймовый поршень имеет приблизительно 7 квадратных дюймов (3 x 3 x 0,7854) и ход 0,33 фута. (4/12). 7 х 0,33 = 2,31. Умножьте это на давление в 100 фунтов x 2,31 = 231 и разделите это на 2, и вы получите крутящий момент в 115,5 футо-фунтов. В действительности, однако, имеет место трение и потери эффективности.
Эффективность измеряется тем, сколько пара/воды потребляет двигатель для выполнения определенного объема работы. Обычно это измеряется в фунтах пара/воды на лошадиную силу в час. На английском языке это означает, что на каждую лошадиную силу, произведенную за один час, через двигатель проходит определенное количество пара/воды.
Наш цех работает уже 18 лет и производит 4000 ватт в час. Он потребляет около 250 фунтов воды (превратившейся в пар) за один час. 750 ватт считается одной лошадиной силой, а если подсчитать потери эффективности, то получается около 47 фунтов на лошадиную силу в час (250 фунтов разделить примерно на 5,3 лошадиных силы). Иными словами, на каждую лошадиную силу, производимую двигателем, мы испаряли 47 фунтов воды в пар и пропускали его через двигатель.
Есть двигатели, которые намного эффективнее, но они стоят намного больше, чем вы хотите платить.Эффективность — это хорошо, но если топливо бесплатное, какая вам разница? Потому что чем меньше дров вы сжигаете, тем меньше вам приходится рубить. За 10 дней я израсходовал столько же, сколько дрова, и для меня это слишком много работы.
Все это возвращает нас к вопросу о том, чем пар отличается от других видов независимой энергии? Потому что, если вам нужно большое количество тепла, выхлоп двигателя даст вам именно это.
Паровые двигатели и котлы, как правило, наиболее эффективны при полной настройке, все клапаны открыты, полный огонь и т. д., так что это подводит нас к следующему вопросу:
переменного тока против.
постоянного токаВ домашних условиях электричество является наиболее распространенным видом энергии. Таким образом, паровой двигатель/генератор оказывается наиболее практичным применением.
Генераторыбывают либо переменного, либо постоянного тока, и оба имеют свое применение. В магазине Tiny Power наша Winco мощностью 4 кВт — это переменный ток. К сожалению, переменный ток требует точного контроля скорости в виде тонкого регулятора и тяжелого маховика. Я бы посоветовал большинству людей вместо этого использовать DC. DC проще в изготовлении, управлении и, самое главное, его можно хранить.Вырабатывая электричество постоянного тока и сохраняя его, паровая система может работать на максимальной мощности в течение короткого периода времени (наиболее эффективно), а не простаивать весь день (неэффективно). Это практично, потому что вы можете заранее включить электричество, а затем заняться своими делами.
| Этот пароход с типичной силовой установкой использовался в фильме Maverick |
Я использовал паровую электростанцию постоянного тока мощностью 1 кВт в качестве туристической достопримечательности здесь, в Брэнсоне, штат Миссури, и влюбился в высокое напряжение D.C. Система работала на фарах и двигателях при напряжении 120 вольт. Единственным недостатком является то, что постоянный ток сильно влияет на контакты и переключатели. Вы должны купить те дорогие выключатели и выключатели, которые рассчитаны на DC
.Пар для домашнего электроснабжения
Tiny Power включает 13 различных моделей двигателей и аксессуаров, и мы обслуживаем в основном любителей, таких как бывшие машинисты и пароходщики по всему миру. Однако наше сердце по-прежнему стремится к самодостаточности.
Я сам нахожусь в процессе создания еще одной компании, занимающейся использованием пара в качестве домашнего источника энергии.Я не выпущу ее на рынок, пока система не станет надежной, эффективной и доступной по цене.
На следующем рисунке показана практическая концепция системы парогенератора в домашних условиях. Это не настоящий план, и я не несу ответственности за тех, кто использует его как таковой. Для тех людей, которые думают, что они собираются использовать свою дровяную печь для производства пара, пожалуйста, сделайте следующее: включите меня в свое завещание, отправьте детей жить к бабушке, честно предупредите соседей и расплатитесь за свою собственность на берегу океана. в Аризоне.
Начнем с потребностей. Нашему дому потребуется 2400 Вт/час электроэнергии в день. Поскольку мы получаем от батареи только 75% того, что в нее вкладываем, нам нужно вложить 3200 ватт/час (2400 / 0,75 = 3200). Несмотря на то, что 750 ватт = 1 лошадиная сила, генераторы, ремни и т. д. неэффективны. Безопасная цифра — это 30% потерь, поэтому 3200 ватт при КПД 70 % = 4266 ватт (3200 / 0,70 = 4571). Округляем до 4600. Наша потребность в лошадиных силах составляет 4600 ватт/час, деленное на 750, что составляет 6,1 лошадиных сил (4600 / 750 = 6.1).
Используя 47 фунтов пара на лошадиную силу в час, потребляемых нашим двигателем, мы берем 6,1 и умножаем на 47, и мы получаем 286,7 или в основном требуется 287 фунтов пара/воды.
Мы скажем, что для превращения воды в пар при нашем рабочем давлении 120 фунтов на квадратный дюйм потребуется 1200 БТЕ на фунт воды/пара. Таким образом, требуется 287 фунтов пара/воды x 1200 БТЕ = 344 400 БТЕ (287 x 1200).
Наш котел имеет КПД 70 %, поэтому 344 400 БТЕ, деленные на 70 %, дают нам цифру 492 000 БТЕ, которая действительно требуется (344 400 / .70 = 492 000).
Наша древесина имеет теплотворную способность 7 000 БТЕ на фунт, поэтому нам нужно 70,3 фунта древесины (492 000 / 7 000 = 70,3). Давайте распределим нагрузку на два часа, и мы увидим, что мы будем сжигать 35,2 фунта дров в час (70,3 / 2 = 35,2), или около 35 фунтов. Чтобы представить это в перспективе, это здоровенная охапка дерева.
Помните, что это цифры «реального мира», и они резко отличаются от того, что может придумать какой-нибудь розоворукий так называемый «образованный» тип.
| >Нажмите на это изображение, чтобы просмотреть полную версию страницы (111K).Используйте кнопку НАЗАД вашего браузера, чтобы вернуться на эту страницу. |
Если вы будете следовать иллюстрации на рисунке 2, обратите внимание на направление потока топлива и воды. Это однотрубная конструкция, в которой будут использоваться электрические насосы и воздуходувки, что обеспечивает простоту управления.
Он будет сжигать древесный газ из «варочных котлов», которые нагревают древесину до температуры воспламенения, но лишают ее кислорода. Этот несгоревший газ затем смешивается с нагретым воздухом и сжигается в основании котла. Дымовые газы проходят по трубам воды, а затем по воздухонагревателю и выходят из выхлопной трубы.
Вода будет поступать во внешний змеевик, набирать тепло, поступать в теплообменник (пароохладитель) и в сепаратор. Пар будет выходить из верхней части сепаратора во внутренний змеевик, который действует как пароперегреватель. Чрезмерно горячий пар будет проходить через пароохладитель, высвобождая некоторое количество БТЕ в поступающую воду. Теперь «закаленный» пар направится к двигателю, где и сделает свою работу. Выхлопные газы двигателя попадают в змеевик, который находится внутри большого резервуара, и отдают оставшееся тепло воде.Сделав это, наш пар сконденсируется в воду и прокачивается через вакуумный насос, который выбрасывается в «горячий колодец». С этого момента он перекачивается обратно в котел через питательный насос высокого давления, чтобы начать все заново.
Получение образования
Я не могу не подчеркнуть важность получения образования, прежде чем чинить. У крупных лесопильных заводов обычно есть силовая установка, а инженеры — люди близкие по духу, которым всегда хочется похвастаться своим «детищем». Совершите поездку по старым кораблям или нефтеперерабатывающим заводам и не бойтесь задавать вопросы.Вы получите от кого-то больше, если будете задавать вопросы, чем пытаться рассказать им то, что знаете.
Высшее образование — это посещение шоу парового клуба. Их буквально тысячи каждый год. Скорее всего, вы находитесь менее чем в часе езды от одного из них. Обязательно приводите детей. Шоу, безусловно, семейное дело. Любой магазин для хобби должен быть в состоянии сказать вам, где он находится в этом районе.
Также ознакомьтесь с различными доступными публикациями. Есть несколько журналов о паровых машинах.Все они имеют большой раздел объявлений. Мы настоятельно рекомендуем один из них под названием The Steam Show Directory, в котором перечислены более 500 паровых шоу в этой стране и Канаде.
Добро пожаловать в братство.
Для дальнейшего чтения
Живой пар
Заказ на поставку Box 629
Traverse City, MI 49685
(Паровые машины всех видов, в том числе в Интернете)
Model Engineer
4314 W. 238th St.
Torrance, CA
(Премьер-журнал по изготовлению моделей, включая игрушечные паровые двигатели)
Модельтек
С.O. Box 1226
St. Cloud, MN 56302
(Все виды рабочих моделей — паровые, газовые двигатели, горячий воздух и т. д.)
Пароход
Рт. 1, Box 262
Middlebourne, WV 26149
(Для ценителей пароходов, все размеры, отличное чтение!)
Альбом Iron Men
P.O. Box 328
Lancaster, PA 17608
(Старые паровые тракторы и стационарные двигатели, большие объявления)
Engineers & Engines
1118 N. Raynor Ave.
Joliet, IL 60435
(загружено старыми двигателями и оборудованием, большие объявления)
Справочник паровых и газовых выставок
P.O. Box 328
Lancaster, PA 17603
(перечисляет все концерты в Канаде и США. Обязательно)
Паровой двигатель мощностью 2 кВт и генератор переменного тока
Эта страница представляет собой дневник о наших усилиях по созданию парового «резервного генератора» для зарядки наших аккумуляторов. По большей части у нас есть вся энергия, которая нам может когда-либо понадобиться, от нашей небольшой солнечной батареи мощностью 600 Вт и нашей ветряной турбины диаметром 20 футов, но иногда мне нужно запустить генератор, и я всегда считал, что паровой двигатель был бы наиболее оптимальным. весело, плюс… Мне не нужно полагаться на нефть — вокруг меня много дерева!
Этот проект продвигался медленно в течение года, пока мы собрали все необходимые детали. Двигатель представляет собой паровую машину C&BC мощностью 6 лошадиных сил 1903 года выпуска. Я купил его на соседнем аукционе (украл) менее чем за 150. Он в очень хорошем состоянии, я думаю, что он был восстановлен и с тех пор никогда не эксплуатировался. Котел мы получили примерно через год. Я предполагаю, что речь идет о котле мощностью 4 л.с. Он был изготовлен котельной компанией Look Out в 1940 году.Кажется, он в хорошем состоянии. Первым шагом было гидростатическое испытание котла. Мы заполнили его доверху (на самом деле выше верха, потому что мы поставили трубы над котлом) водой, а затем придали к нему давление воздуха 150 фунтов на квадратный дюйм и искали утечки. Держится хорошо. Котел рассчитан только на 100 фунтов на квадратный дюйм, и мы будем использовать его немного ниже, чтобы у нас был некоторый запас прочности.
На картинке выше показано большинство других необходимых нам битов. Паровой свисток обязателен — это свисток Журавля 1880-х годов.У нас также есть инжектор Пенберти 3/4 дюйма. Инжектор использует пар для впрыска горячей воды в котел во время работы. Также на изображении выше показаны две капельные масленки для смазки крейцкопфа, паромер и обратный клапан, расположенный между инжектором. и котел.Конечно, требуется множество других клапанов, труб и т. д. Критические части, не изображенные на рисунке, — это отсечной клапан (отсекающий клапан — это предохранитель, который открывается, если котел превысит 100 фунтов на квадратный дюйм) и смазочное устройство для двигатель, который впрыскивает масло в паропровод и обеспечивает смазку цилиндра.
Почти полная настройка настроена и работает. Пока все хорошо…
Нашим первым испытанием было установить одну из наших ветряных турбин диаметром 10 футов на двигатель. Этот генератор имеет КПД около 50% при выходной мощности 1000 Вт. С этой настройкой мы могли легко работать с выходной мощностью 1 кВт, прекрасно зная, что генератор переменного тока также рассеивает 1000 Вт тепла в статоре. Так что, хотя это было не очень эффективно, это был забавный тест, и я был уверен, что с генератором большего размера мы могли бы легко получить непрерывную выходную мощность 1500 Вт.С этим генератором я мог генерировать около 1 кВтч с 60 фунтами сосны в качестве топлива. Неплохо я не думал…
Итак, мы приступили к сборке генератора большего размера. На изображении выше показаны 12 катушек для нашего трехфазного генератора переменного тока. Статор идентичен тем, которые мы изготавливаем для более крупных ветряных турбин диаметром 17 футов, за исключением того, что мы изменили его форму (чтобы мы могли установить его на бетонную подушку) и немного по-другому намотали катушки. Эти катушки намотаны 4 жилами провода калибра 15 (эквивалентно проводу калибра 9), и каждая катушка содержит 40 витков.
На фото выше мы отливаем статор из винилового эфира, смешанного примерно 50:50 по объему с АТН (тригидратом оксида алюминия) в качестве наполнителя.
Статор устанавливается в пресс-форму — мы зажали на него прозрачную крышку из плексигласа.
Генератор переменного тока будет двухроторным с осевым потоком, как и ветряные турбины, которые мы строим. Стальные магнитные роторы имеют диаметр 18 дюймов и толщину 1/2 дюйма.
Есть один ротор с включенным магнитом.На каждом роторе установлено 16 магнитов NdFeB класса N40, их размеры 1,5 x 3 x 0,75 дюйма. Опять же, это примерно идентично 17-футовой ветряной турбине.
Берем обвязочный материал из нержавеющей стали диаметром 3/4 дюйма, протягиваем его по окружности роторов и обрезаем примерно на 3/16 дюйма. Затем мы свариваем это вместе, чтобы у нас получилась полоса, которая не совсем подходит для ротора. Мы нагреваем его горелкой до тех пор, пока он не начнет менять цвет (нержавеющая сталь станет слегка золотистой при определенной температуре).Когда жарко, он расширяется, и мы бросаем его на ротор, и он там сжимается. Это добавляет некоторую страховку от магнитов при каждом вылете.
После того, как лента вокруг роторов магнитов, мы помещаем в середину деревянный «островок» и заливаем ротор смесью винилового эфира, АТН и измельченного стекловолокна до верха ленты из нержавеющей стали. На изображении выше показан готовый магнитный ротор, прикрепленный болтами к ступице прицепа. Это та же ступица прицепа Dexter 81-9A, которую мы используем на ветряных турбинах диаметром 10 футов.Для паровой машины мне пришлось выбить обоймы подшипников и расточить внутренний диаметр, чтобы они подошли к валу двигателя.
На валу двигателя установлен задний магнитный ротор.
Джордж и Том прикручивают статор между двумя кусками 2-дюймового уголка. Уголок будет служить основанием, с помощью которого мы сможем прикрутить статор к бетонной подушке.
На фото выше я прикрепляю статор к обратному ротору, затем я отметил место для шпилек, которые мы вставили в бетон.Мы просверлили бетон сверлом/перфоратором 1/2 дюйма и вставили шпильки для крепления статора.
Вот и все готово. Время наполнить котел, разжечь огонь и посмотреть, что произойдет!
Большое удовольствие иметь возможность использовать все, что горит в качестве топлива. Наше лучшее топливо в этом районе — сосна… хотелось бы, чтобы у нас был дуб или что-то в этом роде. Я знаю некоторых людей, у которых есть деревянные магазины в городе, которые могут поставить хорошие маленькие куски твердой древесины.
Требуется около 40 минут, чтобы перейти от холодного котла к 80 фунтам пара, и именно на этом мне нравится работать.На фото выше двигатель работает с регулятором вверху. В моем приложении регулятор на самом деле не требуется, потому что генератор поддерживает постоянную нагрузку на двигатель. Однако, если генератор каким-либо образом отключится, регулятор предотвратит превышение скорости двигателя.
Этот генератор переменного тока начинает заряжать мою батарею на 48 В при 120 об/мин. При 200 об/мин мы генерируем чуть более 2000 Вт. Это довольно захватывающе — легко поддерживать такой уровень выходной мощности даже с низкосортной древесиной, которая у нас есть.На этом уровне мощности генератор практически не греется, и все кажется очень эффективным. На короткое время мы довели его до 3 кВт, но я не мог поддерживать давление в котле. Кажется, что лучшее, на что мы можем надеяться, это около 2,5 кВт… и это здорово! Гораздо лучше, чем я надеялся.
Очень весело, и я люблю, когда все получается лучше, чем планировалось. Энергия пара — невероятная штука — просто невероятно, сколько энергии можно хранить в галлоне воды!
Создание современной версии античного парового двигателя
Представьте себе путешествие во времени примерно на 2200 лет, когда ничто не движется быстрее скорости, с которой это могут двигать мышцы или ветер.Подумайте о том, как потрясающе было бы увидеть что-то вроде «Двигателя Героя», первого известного образца паровой турбины. Увидеть шар, со свистом кружащийся вокруг шлейфа пара, в то время как пламя облизывает его, вероятно, было бы почти мистическим опытом.
Конечно, мы не можем вернуться в прошлое таким образом, но увидеть современную копию двигателя героя, построенную и испытанную, вероятно, не так уж далеко от такого опыта. Двигатель, также известный как aeolopile, был изготовлен командой из [Make It Extreme], чьи видеоролики по металлообработке всегда приятно смотреть.Ротор двигателя, изготовленный из пары сваренных вместе полусферических чаш, поддерживается трубами, проходящим через крышку большого котла. [Make It Extreme] приложил большие усилия, чтобы сделать двигатель безопасным, с предохранительными клапанами и манометром, которых не было в оригинале. Эолопила имеет великолепный внешний вид и очень похожа на описание устройства, которое могло быть изобретено или не изобретено греческим математиком [Героном Александрийским], и, как показано на видео ниже, когда оно раскручивается, оно производит большое показывать.
Нельзя не задаться вопросом, как что-то подобное было изобретено без того, чтобы кто-то — кто-то — сделал следующий логический шаг. То, что к нему относились только как к диковинке и оно не положило начало промышленной революции на два тысячелетия раньше, уму непостижимо. И хотя мы уже видели гораздо более простые версии Hero’s Engine, эта действительно превосходит всех в плане мастерства металлообработки.
Игрушечный паровой двигатель — Как сделать игрушечный паровой двигатель
Игрушечный паровой двигатель можно легко сделать из старых инструментов, которые есть почти в каждом доме.
Выдержка из книги: МАЛЬЧИК-МЕХАНИК, ТОМ I, 700 ЧЕМ ЗАНЯТЬСЯ ДЛЯ МАЛЬЧИКОВ, С 800 ИЛЛЮСТРАЦИЯМИ, 1913 г., ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО HH WINDSOR CHICAGO POPULAR MECHANICS CO.
Цилиндр A, рис. 1, представляет собой старый велосипедный насос, разрезанный пополам. Паровая камера D является частью поршневой трубы того же насоса, другие части используются для подшипника B и подшипника кривошипа C.
Маховик Q может быть любым железным колесом небольшого размера; либо колесо от старой швейной машины, либо колесо от шкива, либо что-нибудь подходящее.В качестве двигателя мы использовали колесо от старого стульчика. Если отверстие в колесе слишком велико для вала, его можно заменить куском твердой древесины. Вал изготовлен из толстой стальной проволоки, размер отверстия в подшипнике В.
Основание изготовлено из дерева и состоит из двух деревянных блоков, H и K, толщиной 3/8 дюйма, для поддержки подшипника B и рукоятки клапана S, изготовленной из жести. Шланг E подключается к котлу, о котором будет рассказано далее. Зажимы FF припаиваются к цилиндру и прибиваются к основанию, а подшипник B крепится скобами.
Движение клапана показано на рис. 2 и 3. На рис. 2 пар входит в цилиндр, а на рис. 3 клапан В перекрыл вход пара и открыл выпуск, что позволяет пару выйти из цилиндра.
Поршень изготовлен из каменного болта, E, рис. 2, с двумя шайбами, FF, и цилиндрического куска твердого дерева, G. Он намотан мягкой нитью, как показано на рис. 3, и пропитан толстым масло. На конце болта Е прорезан паз для установки шатуна Н.Клапан В сделан из старой велосипедной спицы С, гайка разрезана пополам и отшлифована, как показано на рисунке, пространство между двумя половинками заполнено веревкой и смазано маслом.
Рукоятка клапана S, рис. 1, вырезана из жести или оцинкованного железа и приводится в движение небольшой рукояткой на валу. Этот кривошип должен располагаться под прямым углом к основному кривошипу.
Котел, рис. 4, может представлять собой старую масленку, банку из-под порошка или банку из-под сиропа с припаянной к ней трубкой и соединяется с двигателем куском резиновой трубки.