อุปกรณ์เครื่องยนต์ไอน้ำ เครื่องยนต์ไอน้ำรุ่นทันสมัย เวทีใหม่ในการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำ

ความสนใจในไอน้ำซึ่งเป็นแหล่งพลังงานราคาจับต้องได้ ปรากฏพร้อมกับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ฉบับแรกในสมัยก่อน ผู้คนพยายามควบคุมพลังงานนี้มาเป็นเวลาสามพันปี อะไรคือขั้นตอนหลักของเส้นทางนี้? การไตร่ตรองและโครงการของใครที่สอนมนุษยชาติให้ดึงประโยชน์สูงสุดจากมัน?

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของเครื่องยนต์ไอน้ำ

ความต้องการกลไกที่สามารถอำนวยความสะดวกในกระบวนการที่ใช้แรงงานมากนั้นมีอยู่เสมอ จนถึงกลางศตวรรษที่ 18 กังหันลมและกังหันน้ำถูกใช้เพื่อการนี้ ความเป็นไปได้ของการใช้พลังงานลมโดยตรงนั้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างของสภาพอากาศ และหากต้องการใช้กังหันน้ำ โรงงานก็ต้องสร้างตามริมฝั่งแม่น้ำ ซึ่งไม่สะดวกและสมควรเสมอไป และประสิทธิภาพของทั้งสองก็ต่ำมาก จำเป็นต้องมีเครื่องยนต์ใหม่โดยพื้นฐานจัดการได้ง่ายและปราศจากข้อบกพร่องเหล่านี้

ประวัติการประดิษฐ์และปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำ

การสร้างเครื่องจักรไอน้ำเป็นผลมาจากความคิด ความสำเร็จ และความล้มเหลวของความหวังของนักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก

จุดเริ่มต้นของทาง

โครงการแรก โครงการเดี่ยวเป็นเพียงความอยากรู้ที่น่าสนใจเท่านั้น ตัวอย่างเช่น, อาร์คิมิดีสสร้างปืนไอน้ำ นกกระสาแห่งอเล็กซานเดรียใช้พลังงานไอน้ำเพื่อเปิดประตูวัดโบราณ และนักวิจัยพบหมายเหตุเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้พลังงานไอน้ำในทางปฏิบัติเพื่อกระตุ้นกลไกอื่นๆ ในงาน เลโอนาร์โด ดา วินชี.

พิจารณาโครงการที่สำคัญที่สุดในหัวข้อนี้

ในศตวรรษที่ 16 วิศวกรชาวอาหรับ Tagi al Din ได้พัฒนาการออกแบบกังหันไอน้ำแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้รับการใช้งานจริงเนื่องจากการกระเจิงของไอพ่นไอน้ำแรงที่จ่ายให้กับใบพัดของล้อกังหัน

กรอไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วสู่ยุคกลางของฝรั่งเศส นักฟิสิกส์และนักประดิษฐ์ที่มีความสามารถ Denis Papin หลังจากโครงการที่ไม่ประสบความสำเร็จมากมายหยุดที่การออกแบบต่อไปนี้: กระบอกสูบแนวตั้งเต็มไปด้วยน้ำซึ่งติดตั้งลูกสูบไว้

กระบอกถูกทำให้ร้อนน้ำต้มและระเหย ไอน้ำขยายตัวยกลูกสูบขึ้น ได้รับการแก้ไขที่จุดสูงสุดของการยกขึ้นและคาดว่ากระบอกสูบจะเย็นลงและไอน้ำจะควบแน่น หลังจากที่ไอน้ำควบแน่น จะเกิดสุญญากาศขึ้นในกระบอกสูบ ลูกสูบที่หลุดจากการยึดได้พุ่งเข้าสู่สุญญากาศภายใต้การกระทำของความดันบรรยากาศ มันเป็นการล่มสลายของลูกสูบที่ควรจะเป็นจังหวะการทำงาน

ดังนั้นจังหวะที่เป็นประโยชน์ของลูกสูบจึงเกิดจากการก่อตัวของสุญญากาศเนื่องจากการควบแน่นของไอน้ำและความดันภายนอก (บรรยากาศ)

เพราะเครื่องจักรไอน้ำปาแปงเช่นเดียวกับโครงการต่อมาส่วนใหญ่ พวกเขาถูกเรียกว่าเครื่องจักรไอน้ำบรรยากาศ

การออกแบบนี้มีข้อเสียที่สำคัญมาก - ไม่ได้ระบุความสามารถในการทำซ้ำของวัฏจักรเดนิสเกิดความคิดที่จะไม่ให้ไอน้ำอยู่ในกระบอกสูบ แต่แยกจากกันในหม้อต้มไอน้ำ

Denis Papin เข้าสู่ประวัติศาสตร์ของการสร้างเครื่องจักรไอน้ำในฐานะผู้ประดิษฐ์รายละเอียดที่สำคัญมาก - หม้อไอน้ำ

และเนื่องจากพวกมันเริ่มได้รับไอน้ำจากภายนอกกระบอกสูบ เครื่องยนต์จึงผ่านเข้าสู่หมวดหมู่ของเครื่องยนต์สันดาปภายนอก แต่เนื่องจากขาดกลไกการกระจายที่รับประกันการทำงานอย่างต่อเนื่อง โครงการเหล่านี้จึงแทบไม่พบการใช้งานจริง

เวทีใหม่ในการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำ

เป็นเวลาประมาณ 50 ปี ที่ใช้สูบน้ำในเหมืองถ่านหิน ปั๊มไอน้ำของ Thomas Newcomenเขาทำซ้ำการออกแบบก่อนหน้านี้เป็นส่วนใหญ่ แต่มีนวัตกรรมที่สำคัญมาก - ท่อสำหรับการถอนไอน้ำควบแน่นและวาล์วนิรภัยสำหรับการปล่อยไอน้ำส่วนเกิน

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของมันคือต้องให้ความร้อนกับกระบอกสูบก่อนที่จะฉีดไอน้ำ จากนั้นจึงทำให้เย็นลงก่อนที่จะควบแน่น แต่ความต้องการเครื่องยนต์ดังกล่าวมีสูงมากจนแม้จะไร้ประสิทธิภาพอย่างเห็นได้ชัด แต่สำเนาสุดท้ายของเครื่องจักรเหล่านี้ยังใช้จนถึงปี 1930

ในปี ค.ศ. 1765 ช่างกลชาวอังกฤษ เจมส์ วัตต์,มีส่วนร่วมในการปรับปรุงเครื่องจักรของ Newcomen แยกคอนเดนเซอร์ออกจากถังไอน้ำ

มันเป็นไปได้ที่จะทำให้กระบอกสูบร้อนตลอดเวลา ประสิทธิภาพของเครื่องเพิ่มขึ้นทันที ในปีถัดมา Watt ได้ปรับปรุงโมเดลของเขาอย่างมีนัยสำคัญ โดยติดตั้งอุปกรณ์สำหรับส่งไอน้ำจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง

มันเป็นไปได้ที่จะใช้เครื่องนี้ไม่เพียง แต่เป็นเครื่องสูบน้ำเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้กับเครื่องมือกลต่างๆ วัตต์ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ - เครื่องยนต์ไอน้ำแบบต่อเนื่อง การผลิตจำนวนมากของเครื่องจักรเหล่านี้เริ่มต้นขึ้น

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 มีเครื่องยนต์ไอน้ำมากกว่า 320 วัตต์ใช้งานอยู่ในอังกฤษ ประเทศในยุโรปอื่น ๆ ก็เริ่มซื้อพวกเขาเช่นกัน สิ่งนี้มีส่วนทำให้การผลิตภาคอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมากในหลายอุตสาหกรรม ทั้งในอังกฤษเองและในรัฐใกล้เคียง

ช่างเครื่องอัลไต Ivan Ivanovich Polzunov เร็วกว่า Watt ในรัสเซีย 20 ปีทำงานในโครงการเครื่องจักรไอน้ำ

เจ้าหน้าที่โรงงานแนะนำให้เขาสร้างหน่วยที่จะขับเคลื่อนเครื่องเป่าลมของเตาหลอม

เครื่องจักรที่เขาสร้างขึ้นนั้นเป็นเครื่องยนต์สองสูบและช่วยให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ทำงานอย่างต่อเนื่อง

หลังจากทำงานสำเร็จมานานกว่าครึ่งเดือนแล้วหม้อไอน้ำก็เริ่มรั่ว Polzunov ตัวเองไม่ได้มีชีวิตอยู่ในขณะนี้ รถไม่ได้รับการซ่อมแซม และการสร้างสรรค์ที่ยอดเยี่ยมของนักประดิษฐ์ชาวรัสเซียคนเดียวก็ลืมไป

เนื่องจากความล้าหลังของรัสเซียในขณะนั้น โลกได้เรียนรู้เกี่ยวกับการประดิษฐ์ของ I. I. Polzunov ด้วยความล่าช้าอย่างมาก ....

ดังนั้น ในการขับเคลื่อนเครื่องยนต์ไอน้ำ จำเป็นต้องมีไอน้ำที่เกิดจากหม้อต้มไอน้ำ ขยายตัว กดลูกสูบหรือใบพัดกังหัน จากนั้นการเคลื่อนที่ของพวกมันก็ถูกถ่ายโอนไปยังชิ้นส่วนกลไกอื่นๆ

การใช้เครื่องจักรไอน้ำในการขนส่ง

แม้ว่าที่จริงแล้วประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำในเวลานั้นจะไม่เกิน 5% แต่เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 18 พวกเขาก็เริ่มถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในด้านการเกษตรและการขนส่ง:

• ในฝรั่งเศสมีรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ไอน้ำ
• ในสหรัฐอเมริกา เรือกลไฟเริ่มวิ่งระหว่างเมืองฟิลาเดลเฟียและเบอร์ลิงตัน
• ในอังกฤษมีการแสดงหัวรถจักรไอน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ
• ชาวนารัสเซียจากจังหวัด Saratov ได้จดสิทธิบัตรรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่สร้างขึ้นโดยเขาซึ่งมีความจุ 20 แรงม้า กับ.;
• มีความพยายามซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อสร้างเครื่องบินด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำ แต่น่าเสียดายที่พลังงานต่ำของหน่วยเหล่านี้ที่มีน้ำหนักมากของเครื่องบินทำให้ความพยายามเหล่านี้ไม่ประสบความสำเร็จ

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 เครื่องยนต์ไอน้ำซึ่งมีบทบาทในความก้าวหน้าทางเทคนิคของสังคมได้หลีกทางให้มอเตอร์ไฟฟ้า

อุปกรณ์ไอน้ำในศตวรรษที่ XXI

ด้วยการถือกำเนิดของแหล่งพลังงานใหม่ในศตวรรษที่ 20 และ 21 ความจำเป็นในการใช้พลังงานไอน้ำก็ปรากฏขึ้นอีกครั้ง กังหันไอน้ำกลายเป็นส่วนสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไอน้ำที่ให้พลังงานนั้นได้มาจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

กังหันเหล่านี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบแน่นของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ในหลายประเทศ กำลังดำเนินการทดลองเพื่อให้ได้ไอน้ำจากพลังงานแสงอาทิตย์

เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบจะไม่ถูกลืมเช่นกัน ในพื้นที่ภูเขาเป็นหัวรถจักร รถจักรไอน้ำยังคงใช้อยู่

พนักงานที่เชื่อถือได้เหล่านี้ทั้งปลอดภัยและถูกกว่า พวกเขาไม่ต้องการสายไฟและเชื้อเพลิง - ไม้และถ่านหินราคาถูก - อยู่ในมือเสมอ

เทคโนโลยีสมัยใหม่ช่วยให้ดักจับการปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศได้ถึง 95% และเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 21% ดังนั้นผู้คนจึงตัดสินใจที่จะไม่มีส่วนร่วมกับพวกเขาและกำลังทำงานเกี่ยวกับรถจักรไอน้ำรุ่นใหม่

ถ้าข้อความนี้เป็นประโยชน์กับคุณ ฉันยินดีที่จะพบคุณ

บ่อยครั้งที่คุณนึกถึงรถจักรไอน้ำหรือรถจักรไอน้ำสแตนลีย์ เมื่อคุณนึกถึง "เครื่องยนต์ไอน้ำ" แต่การใช้กลไกเหล่านี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่การคมนาคมขนส่ง เครื่องจักรไอน้ำ ซึ่งถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในรูปแบบดั้งเดิมเมื่อประมาณสองพันปีที่แล้ว ได้กลายเป็นแหล่งไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในช่วงสามศตวรรษที่ผ่านมา และในปัจจุบัน กังหันไอน้ำผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของโลก เพื่อให้เข้าใจธรรมชาติของแรงทางกายภาพที่อยู่เบื้องหลังกลไกดังกล่าวได้ดีขึ้น เราขอแนะนำให้คุณสร้างเครื่องจักรไอน้ำของคุณเองจากวัสดุธรรมดาโดยใช้หนึ่งในวิธีการที่แนะนำที่นี่! ในการเริ่มต้น ไปที่ขั้นตอนที่ 1

ขั้นตอน

เครื่องจักรไอน้ำจากกระป๋อง (สำหรับเด็ก)

ตัดก้นกระป๋องอลูมิเนียมให้ห่าง 6.35 ซม. ใช้กรรไกรโลหะตัดด้านล่างของกระป๋องอะลูมิเนียมให้เท่ากันจนเหลือประมาณหนึ่งในสามของความสูง

งอและกดฝาด้วยคีมเพื่อหลีกเลี่ยงขอบที่แหลมคม ให้งอขอบกระป๋องเข้าด้านใน เมื่อดำเนินการนี้ ระวังอย่าทำร้ายตัวเอง

กดด้านล่างของโถจากด้านในให้แบนกระป๋องเครื่องดื่มอลูมิเนียมส่วนใหญ่จะมีฐานกลมที่โค้งเข้าด้านใน ทำให้ด้านล่างเรียบโดยใช้นิ้วกดลงไปหรือใช้แก้วก้นแบนขนาดเล็ก

ทำสองรูที่ด้านตรงข้ามของโถ โดยถอยห่างจากด้านบน 1.3 ซม. ในการทำรูทั้งรูกระดาษและตะปูด้วยค้อนนั้นเหมาะสม คุณจะต้องมีรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าสามมิลลิเมตร

วางเทียนไขขนาดเล็กไว้ตรงกลางโถขยำกระดาษฟอยล์แล้ววางไว้ข้างใต้และรอบๆ เทียนเพื่อไม่ให้ขยับ เทียนดังกล่าวมักจะมาในรูปแบบพิเศษ ดังนั้นขี้ผึ้งจึงไม่ควรละลายและไหลลงสู่กระป๋องอะลูมิเนียม

ม้วนแกนกลางของท่อทองแดงยาว 15-20 ซม. รอบดินสอ 2 หรือ 3 รอบเพื่อทำเป็นม้วนท่อขนาด 3 มม. ควรงอได้ง่ายรอบดินสอ คุณจะต้องใช้ท่อโค้งมากพอที่จะวิ่งผ่านด้านบนของโถ บวกกับแต่ละด้านตรงๆ อีก 5 ซม.

สอดปลายหลอดเข้าไปในรูในโถศูนย์กลางของคดเคี้ยวควรอยู่เหนือไส้เทียน เป็นที่พึงประสงค์ว่าส่วนตรงของท่อทั้งสองข้างสามารถมีความยาวเท่ากันได้

งอปลายท่อด้วยคีมเพื่อทำมุมฉากงอส่วนตรงของท่อเพื่อให้มองไปในทิศทางตรงกันข้ามจากด้านต่างๆ ของกระป๋อง แล้ว อีกครั้งงอพวกเขาเพื่อให้ตกอยู่ใต้ฐานของโถ เมื่อทุกอย่างพร้อมแล้ว สิ่งต่อไปนี้ควรกลายเป็น: ส่วนคดเคี้ยวของหลอดอยู่ตรงกลางขวดเหนือเทียนและผ่านเข้าไปใน "หัวฉีด" เอียงสองอันโดยมองไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทั้งสองด้านของขวด

จุ่มเหยือกลงในชามน้ำในขณะที่ควรแช่ปลายหลอด"เรือ" ของคุณควรยึดไว้บนพื้นผิวอย่างปลอดภัย หากปลายท่อจุ่มลงในน้ำไม่เพียงพอ พยายามทำให้โถหนักขึ้นเล็กน้อย แต่ไม่ว่าในกรณีใดให้จมน้ำ

เติมน้ำลงในท่อวิธีที่ง่ายที่สุดคือจุ่มปลายข้างหนึ่งลงในน้ำแล้วดึงปลายอีกข้างหนึ่งเหมือนฟาง คุณยังสามารถปิดกั้นทางออกหนึ่งจากท่อด้วยนิ้วของคุณ และแทนที่อีกทางหนึ่งภายใต้กระแสน้ำจากก๊อก

จุดเทียนสักพักน้ำในหลอดจะร้อนและเดือด เมื่อเปลี่ยนเป็นไอน้ำ มันจะไหลออกทาง "หัวฉีด" ทำให้ทั้งโถปั่นในโถ

เครื่องยนต์พ่นสีกระป๋อง (สำหรับผู้ใหญ่)

1. ตัดเป็นรูสี่เหลี่ยมใกล้กับฐานของกระป๋องสีขนาด 4 ลิตรทำรูสี่เหลี่ยมแนวนอนขนาด 15 x 5 ซม. ที่ด้านข้างของโถใกล้ฐาน

   • คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระป๋องนี้ (และอีกอันที่ใช้อยู่) มีเพียงสีลาเท็กซ์ และล้างให้สะอาดด้วยน้ำสบู่ก่อนใช้งาน

2. ตัดแถบตาข่ายโลหะขนาด 12 x 24 ซม.งอ 6 ซม. ตามความยาวจากขอบแต่ละด้านเป็นมุม 90 o คุณจะจบลงด้วย "แท่น" ขนาด 12 x 12 ซม. ที่มี "ขา" 6 ซม. สองอัน วางลงในขวดโดยให้ "ขา" ลง จัดตำแหน่งให้ชิดขอบของรูที่ตัด

   ทำเป็นครึ่งวงกลมของรูรอบปริมณฑลของฝาต่อจากนั้น คุณจะเผาถ่านหินในกระป๋องเพื่อให้ความร้อนแก่เครื่องจักรไอน้ำ หากขาดออกซิเจน ถ่านหินจะเผาไหม้ได้ไม่ดี เพื่อให้โถมีการระบายอากาศที่จำเป็น ให้เจาะหรือเจาะรูหลายรูในฝาที่เป็นรูปครึ่งวงกลมตามขอบ

   • ตามหลักแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางของรูระบายอากาศควรอยู่ที่ประมาณ 1 ซม.

3. ทำขดลวดจากท่อทองแดงใช้ท่อทองแดงอ่อนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 ม.ม. ประมาณ 6 ม. วัดจากปลายด้านหนึ่ง 30 ซม. จากจุดนี้ให้เลี้ยวห้ารอบด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ซม. งอความยาวที่เหลือของท่อเป็น 15 รอบ 8 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลาง. .

   สอดปลายขดลวดทั้งสองผ่านรูระบายอากาศที่ฝาครอบงอปลายทั้งสองของขดลวดเพื่อให้ชี้ขึ้นและผ่านทั้งสองรูในฝาครอบ หากความยาวของท่อไม่เพียงพอคุณจะต้องคลายการเลี้ยวเล็กน้อย

   ใส่งูและถ่านลงในโถวางงูบนแท่นตาข่าย เติมช่องว่างรอบ ๆ และภายในขดลวดด้วยถ่าน ปิดฝาให้แน่น

   เจาะรูสำหรับท่อในโถขนาดเล็กเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. ตรงกลางฝาขวดโหล เจาะรู 2 รูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. ที่ด้านข้างของโถ - หนึ่งรูใกล้กับฐานของโถ และรูที่สองอยู่ใกล้กัน ฝาปิด.

   ใส่หลอดพลาสติกที่ปิดสนิทลงในรูด้านข้างของโถขนาดเล็กใช้ปลายท่อทองแดงทำรูตรงกลางปลั๊กทั้งสองข้าง เสียบท่อพลาสติกแข็งยาว 25 ซม. เข้าไปในปลั๊กตัวหนึ่ง และท่อเดิมยาว 10 ซม. เข้ากับปลั๊กอีกตัวหนึ่ง ควรนั่งในปลั๊กให้แน่นและมองออกไปเล็กน้อย ใส่จุกไม้ก๊อกด้วยหลอดที่ยาวกว่าเข้าไปในรูด้านล่างของโถที่เล็กกว่า และจุกไม้ก๊อกที่มีท่อที่สั้นกว่าเข้าไปในรูด้านบน ยึดท่อเข้ากับปลั๊กแต่ละตัวด้วยที่หนีบ

   ต่อท่อของโถที่ใหญ่กว่าเข้ากับท่อของโถที่เล็กกว่าวางขวดโหลที่เล็กกว่าไว้บนโถที่ใหญ่กว่าโดยให้หลอดจุกหันออกจากช่องระบายอากาศของโถใบใหญ่ ใช้เทปโลหะยึดท่อจากปลั๊กด้านล่างเข้ากับท่อที่ออกมาจากด้านล่างของขดลวดทองแดง จากนั้นยึดท่อจากปลั๊กด้านบนเข้ากับท่อที่ออกมาจากด้านบนของขดลวดในทำนองเดียวกัน

   ใส่ท่อทองแดงลงในกล่องรวมสัญญาณใช้ค้อนและไขควงเพื่อถอดศูนย์กลางของกล่องไฟโลหะกลมออก ยึดแคลมป์ใต้สายไฟฟ้าด้วยวงแหวนยึด ใส่ท่อทองแดงขนาด 1.3 ซม. ขนาด 15 ซม. เข้าไปในสายรัดเพื่อให้ท่อยื่นออกมาใต้รูในกล่องไม่กี่เซนติเมตร ทื่อขอบของปลายด้านนี้เข้าด้านในด้วยค้อน สอดปลายหลอดนี้เข้าไปในรูที่ฝาขวดโหลที่เล็กกว่า

   ใส่ไม้เสียบเข้าไปในเดือยนำไม้เสียบบาร์บีคิวธรรมดามาเสียบที่ปลายด้านหนึ่งของเดือยไม้กลวงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.95 ซม. ยาว 1.5 ซม.

   • ระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ ไม้เสียบและเดือยจะทำหน้าที่เป็น "ลูกสูบ" เพื่อให้เห็นการเคลื่อนที่ของลูกสูบได้ดีขึ้น คุณสามารถติด "ธง" กระดาษเล็กๆ ลงไปได้

4. เตรียมเครื่องยนต์ให้พร้อมสำหรับการทำงานนำกล่องรวมสัญญาณออกจากกระป๋องด้านบนที่มีขนาดเล็กกว่า และเติมน้ำลงในกระป๋องด้านบน ปล่อยให้ล้นเข้าไปในคอยล์ทองแดงจนเต็มกระป๋อง 2/3 ที่เต็มไปด้วยน้ำ ตรวจสอบรอยรั่วที่จุดเชื่อมต่อทั้งหมด ขันฝาขวดให้แน่นโดยใช้ค้อนเคาะ ใส่กล่องรวมสัญญาณกลับเข้าที่เหนือโถที่เล็กกว่าด้านบน

5. สตาร์ทเครื่องยนต์!ขยำหนังสือพิมพ์แล้ววางลงในช่องใต้ตาข่ายที่ด้านล่างของเครื่องยนต์ เมื่อถ่านติดไฟแล้ว ให้ปล่อยทิ้งไว้ประมาณ 20-30 นาที เมื่อน้ำในขดลวดร้อนขึ้น ไอน้ำจะเริ่มสะสมในตลิ่งด้านบน เมื่อไอน้ำมีแรงดันเพียงพอ มันจะดันเดือยและเสียบขึ้น หลังจากปล่อยแรงดัน ลูกสูบจะเคลื่อนลงมาภายใต้แรงโน้มถ่วง หากจำเป็น ให้ตัดส่วนของไม้เสียบออกเพื่อลดน้ำหนักของลูกสูบ - ยิ่งเบาเท่าไหร่ มันก็จะ "ลอย" ได้บ่อยขึ้น พยายามเสียบน้ำหนักที่ลูกสูบ "เดิน" ด้วยความเร็วคงที่

   • คุณสามารถเร่งกระบวนการเผาไหม้โดยเพิ่มการไหลของอากาศเข้าไปในช่องระบายอากาศด้วยเครื่องเป่าผม

6. อยู่อย่างปลอดภัย.เราเชื่อว่าการทำงานและการจัดการเครื่องยนต์ไอน้ำแบบโฮมเมดต้องใช้ความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง อย่าเรียกใช้ในบ้าน ห้ามวิ่งใกล้วัตถุไวไฟ เช่น ใบไม้แห้ง หรือกิ่งไม้ที่ยื่นออกมา ใช้งานเครื่องยนต์บนพื้นผิวที่แข็งและไม่ติดไฟเท่านั้น เช่น คอนกรีต หากคุณกำลังทำงานกับเด็กหรือวัยรุ่น พวกเขาไม่ควรปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีใครดูแล เด็กและวัยรุ่นต้องไม่เข้าใกล้เครื่องยนต์เมื่อถ่านเผาไหม้อยู่ภายใน หากคุณไม่ทราบอุณหภูมิของเครื่องยนต์ ให้ถือว่ามันร้อนมากจนไม่ควรแตะต้อง

   • ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไอน้ำสามารถออกมาจาก "หม้อต้ม" ด้านบนได้ หากลูกสูบติดค้างไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม ความดันสามารถสร้างขึ้นภายในกระป๋องที่มีขนาดเล็กกว่าได้ ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด ธนาคารอาจระเบิดซึ่ง มากอันตราย.
• วางเครื่องจักรไอน้ำบนเรือพลาสติก จุ่มปลายทั้งสองข้างลงในน้ำเพื่อทำของเล่นไอน้ำ คุณสามารถตัดรูปทรงเรือง่ายๆ ออกจากขวดพลาสติกโซดาหรือขวดฟอกสีเพื่อทำให้ของเล่นของคุณ "เป็นสีเขียว" มากขึ้น

โอกาสในการใช้พลังงานไอน้ำเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วในช่วงต้นยุคของเรา สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Heron's aeolipil ซึ่งสร้างขึ้นโดยช่างชาวกรีกโบราณ Heron of Alexandria สิ่งประดิษฐ์โบราณสามารถนำมาประกอบกับกังหันไอน้ำซึ่งเป็นลูกบอลที่หมุนได้เนื่องจากพลังของไอพ่นไอน้ำ

เป็นไปได้ที่จะปรับไอน้ำสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ในศตวรรษที่ 17 พวกเขาไม่ได้ใช้สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวเป็นเวลานาน แต่มีส่วนสำคัญในการพัฒนามนุษยชาติ นอกจากนี้ ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำนั้นน่าสนใจมาก

แนวคิด

เครื่องยนต์ไอน้ำประกอบด้วยเครื่องยนต์ความร้อนจากการเผาไหม้ภายนอกซึ่งจากพลังงานไอน้ำสร้างการเคลื่อนที่เชิงกลของลูกสูบซึ่งในทางกลับกันจะหมุนเพลา กำลังของเครื่องจักรไอน้ำมักจะวัดเป็นวัตต์

ประวัติการประดิษฐ์

ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำเกี่ยวข้องกับความรู้เกี่ยวกับอารยธรรมกรีกโบราณ นานมาแล้วที่ไม่มีใครใช้ผลงานในยุคนี้ ในศตวรรษที่ 16 มีความพยายามที่จะสร้างกังหันไอน้ำ นักฟิสิกส์และวิศวกรชาวตุรกี Takiyuddin ash-Shami ทำงานในอียิปต์

ความสนใจในปัญหานี้ปรากฏขึ้นอีกครั้งในศตวรรษที่ 17 ในปี ค.ศ. 1629 Giovanni Branca ได้เสนอกังหันไอน้ำรุ่นของเขาเอง อย่างไรก็ตาม สิ่งประดิษฐ์เหล่านี้สูญเสียพลังงานไปมาก การพัฒนาเพิ่มเติมจำเป็นต้องมีสภาพเศรษฐกิจที่เหมาะสมซึ่งจะปรากฏในภายหลัง

บุคคลแรกที่คิดค้นเครื่องจักรไอน้ำคือเดนิส ปาแปง การประดิษฐ์นี้เป็นกระบอกสูบที่มีลูกสูบลอยขึ้นเนื่องจากไอน้ำและตกลงมาเนื่องจากการทำให้ลูกสูบหนาขึ้น อุปกรณ์ของ Savery และ Newcomen (1705) มีหลักการทำงานเหมือนกัน อุปกรณ์ที่ใช้ในการสูบน้ำออกจากการทำงานในการสกัดแร่ธาตุ

วัตต์สามารถปรับปรุงอุปกรณ์ได้ในที่สุดในปี พ.ศ. 2312

สิ่งประดิษฐ์โดย Denis Papin

Denis Papin เป็นแพทย์โดยการฝึกอบรม เกิดในฝรั่งเศส เขาย้ายไปอังกฤษในปี 1675 เขาเป็นที่รู้จักจากสิ่งประดิษฐ์มากมายของเขา หนึ่งในนั้นคือหม้อความดันที่เรียกว่า "หม้อของ Papenov"

เขาสามารถเปิดเผยความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์สองอย่างคือจุดเดือดของของเหลว (น้ำ) กับแรงดันที่ปรากฏขึ้น ด้วยเหตุนี้เขาจึงสร้างหม้อไอน้ำที่ปิดสนิทซึ่งภายในมีแรงดันเพิ่มขึ้นเนื่องจากน้ำต้มช้ากว่าปกติและอุณหภูมิของการแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่วางอยู่ในนั้นเพิ่มขึ้น ดังนั้นความเร็วในการทำอาหารจึงเพิ่มขึ้น

ในปี ค.ศ. 1674 นักประดิษฐ์ทางการแพทย์ได้สร้างเครื่องยนต์แบบผง งานของเขาประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อดินปืนติดไฟ ลูกสูบเคลื่อนที่เข้าไปในกระบอกสูบ เกิดสุญญากาศขึ้นเล็กน้อยในกระบอกสูบ และความดันบรรยากาศทำให้ลูกสูบกลับเข้าที่ ก๊าซที่เป็นผลลัพธ์ออกมาทางวาล์ว และส่วนที่เหลือถูกทำให้เย็นลง

ในปี ค.ศ. 1698 ปาแปงสามารถสร้างหน่วยตามหลักการเดียวกัน ไม่ได้ทำงานบนดินปืน แต่ทำงานบนน้ำ ดังนั้นเครื่องยนต์ไอน้ำเครื่องแรกจึงถูกสร้างขึ้น แม้จะมีความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญที่แนวคิดนี้อาจนำไปสู่ ​​แต่ก็ไม่ได้ก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมากต่อนักประดิษฐ์ นี่เป็นเพราะว่าก่อนหน้านี้ช่างเครื่องอีกคนหนึ่งชื่อ Savery ได้จดสิทธิบัตรปั๊มไอน้ำแล้ว และเมื่อถึงเวลานั้นพวกเขาก็ยังไม่ได้มีแอปพลิเคชันอื่นสำหรับหน่วยดังกล่าว

Denis Papin เสียชีวิตในลอนดอนในปี ค.ศ. 1714 แม้ว่าเขาจะเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรก แต่เขาก็ทิ้งโลกนี้ไว้ในความต้องการและความเหงา

สิ่งประดิษฐ์ของ Thomas Newcomen

ประสบความสำเร็จมากขึ้นในแง่ของการจ่ายเงินปันผลคือ Englishman Newcomen เมื่อ Papin สร้างเครื่องจักรของเขา Thomas อายุ 35 ปี เขาศึกษางานของ Savery และ Papin อย่างรอบคอบ และสามารถเข้าใจข้อบกพร่องของการออกแบบทั้งสองได้ จากพวกเขาเขาใช้ความคิดที่ดีที่สุดทั้งหมด

ในปี ค.ศ. 1712 เขาได้สร้างแบบจำลองแรกขึ้นโดยร่วมมือกับ John Calley ผู้เชี่ยวชาญด้านกระจกและระบบประปา ดังนั้นประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำจึงดำเนินต่อไป

โดยสังเขป คุณสามารถอธิบายแบบจำลองที่สร้างขึ้นได้ดังนี้:

• การออกแบบผสมผสานระหว่างกระบอกสูบแนวตั้งกับลูกสูบ เช่นเดียวกับของปาแปง
• การสร้างไอน้ำเกิดขึ้นในหม้อไอน้ำแยกต่างหากซึ่งทำงานบนหลักการของเครื่อง Savery
• ความหนาแน่นในกระบอกสูบไอน้ำเกิดขึ้นได้เนื่องจากผิวหนังซึ่งถูกหุ้มด้วยลูกสูบ

หน่วย Newcomen ยกน้ำจากเหมืองโดยใช้แรงดันบรรยากาศ ตัวเครื่องโดดเด่นด้วยขนาดที่แข็งแรงและต้องใช้ถ่านหินจำนวนมากจึงจะใช้งานได้ แม้จะมีข้อบกพร่องเหล่านี้ แต่โมเดลของ Newcomen ก็ถูกใช้ในเหมืองมาเป็นเวลาครึ่งศตวรรษ มันยังอนุญาตให้เปิดเหมืองอีกครั้งที่ถูกทิ้งร้างเนื่องจากน้ำท่วมบาดาล

ในปี ค.ศ. 1722 ผลิตผลงานของ Newcomen ได้พิสูจน์ประสิทธิภาพโดยการสูบน้ำออกจากเรือใน Kronstadt ในเวลาเพียงสองสัปดาห์ ระบบกังหันลมสามารถทำได้ภายในหนึ่งปี

เนื่องจากเครื่องรุ่นนี้มีพื้นฐานมาจากเวอร์ชันแรก ช่างเครื่องภาษาอังกฤษจึงไม่สามารถขอรับสิทธิบัตรได้ นักออกแบบพยายามนำสิ่งประดิษฐ์นี้ไปใช้กับการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ แต่ล้มเหลว ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น

สิ่งประดิษฐ์ของวัตต์

คนแรกที่คิดค้นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด แต่ทรงพลังพอ เจมส์ วัตต์ เครื่องจักรไอน้ำเป็นเครื่องแรกในประเภทนี้ ช่างเครื่องจากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ในปี ค.ศ. 1763 เริ่มซ่อมเครื่องจักรไอน้ำของนิวโคเมน จากการซ่อมทำให้เขาเข้าใจถึงวิธีการลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องทำให้กระบอกสูบอยู่ในสภาวะที่ร้อนตลอดเวลา อย่างไรก็ตามเครื่องจักรไอน้ำของวัตต์ไม่พร้อมจนกว่าปัญหาการควบแน่นของไอน้ำจะได้รับการแก้ไข

วิธีแก้ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อช่างกำลังเดินผ่านร้านซักรีดและสังเกตเห็นไอพ่นไอน้ำออกมาจากใต้ฝาหม้อต้มน้ำ เขาตระหนักว่าไอน้ำเป็นก๊าซและจำเป็นต้องเดินทางในถังแรงดันที่ลดต่ำลง

โดยการปิดผนึกด้านในของกระบอกสูบไอน้ำด้วยเชือกป่านที่ชุบด้วยน้ำมัน Watt สามารถละเลยความกดอากาศได้ นี่เป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่

ในปี ค.ศ. 1769 ช่างเครื่องได้รับสิทธิบัตรซึ่งระบุว่าอุณหภูมิของเครื่องยนต์ในเครื่องยนต์ไอน้ำจะเท่ากับอุณหภูมิของไอน้ำเสมอ อย่างไรก็ตาม กิจการของนักประดิษฐ์ผู้เคราะห์ร้ายไม่ได้ไปอย่างที่คาดไว้ เขาถูกบังคับให้จำนำสิทธิบัตรหนี้

ในปี ค.ศ. 1772 เขาได้พบกับแมทธิว โบลตัน ซึ่งเป็นนักอุตสาหกรรมที่ร่ำรวย เขาซื้อและส่งคืนสิทธิบัตรของวัตต์ นักประดิษฐ์กลับไปทำงานโดยได้รับการสนับสนุนจากโบลตัน ในปี ค.ศ. 1773 เครื่องจักรไอน้ำของวัตต์ได้รับการทดสอบและแสดงให้เห็นว่ามันใช้ถ่านหินน้อยกว่ารุ่นอื่นๆ มาก หนึ่งปีต่อมา การผลิตรถยนต์ของเขาเริ่มขึ้นในอังกฤษ

ในปี ค.ศ. 1781 นักประดิษฐ์สามารถจดสิทธิบัตรการสร้างสรรค์ครั้งต่อไปของเขา - เครื่องยนต์ไอน้ำสำหรับขับเคลื่อนเครื่องจักรอุตสาหกรรม เมื่อเวลาผ่านไป เทคโนโลยีเหล่านี้จะทำให้สามารถเคลื่อนย้ายรถไฟและเรือกลไฟได้โดยใช้ไอน้ำ มันจะเปลี่ยนชีวิตคนไปอย่างสิ้นเชิง

หนึ่งในผู้ที่เปลี่ยนชีวิตของหลาย ๆ คนคือ James Watt ซึ่งเครื่องจักรไอน้ำเร่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

สิ่งประดิษฐ์ของ Polzunov

การออกแบบเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกซึ่งสามารถให้พลังงานกับกลไกการทำงานที่หลากหลายได้ถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2306 ได้รับการพัฒนาโดยช่างชาวรัสเซีย I. Polzunov ซึ่งทำงานที่โรงงานขุดของอัลไต

หัวหน้าโรงงานคุ้นเคยกับโครงการนี้และได้รับความก้าวหน้าในการสร้างอุปกรณ์จากเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก เครื่องจักรไอน้ำ Polzunov ได้รับการยอมรับและงานสร้างสรรค์ได้รับมอบหมายให้เป็นผู้เขียนโครงการ ฝ่ายหลังต้องการประกอบแบบจำลองขนาดเล็กก่อนเพื่อระบุและขจัดข้อบกพร่องที่อาจมองไม่เห็นบนกระดาษ อย่างไรก็ตาม เขาได้รับคำสั่งให้เริ่มสร้างเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่ทรงพลัง

Polzunov ได้รับผู้ช่วยซึ่งสองคนมีแนวโน้มที่จะเป็นช่างกลและอีกสองคนควรทำงานเสริม ใช้เวลาหนึ่งปีกับเก้าเดือนในการสร้างเครื่องจักรไอน้ำ เมื่อเครื่องจักรไอน้ำของ Polzunov ใกล้จะพร้อม เขาก็ล้มป่วยด้วยการบริโภค ผู้สร้างเสียชีวิตสองสามวันก่อนการทดสอบครั้งแรก

การดำเนินการทั้งหมดในเครื่องเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์ในปี ค.ศ. 1766 เมื่อนักเรียนของ Polzunov ทำการทดสอบครั้งสุดท้าย หนึ่งเดือนต่อมา อุปกรณ์ถูกนำไปใช้งาน

รถไม่เพียง แต่จ่ายเงินคืนเท่านั้น แต่ยังให้ผลกำไรแก่เจ้าของด้วย พอถึงฤดูใบไม้ร่วง หม้อน้ำก็เริ่มรั่วและงานก็หยุดลง หน่วยสามารถซ่อมแซมได้ แต่สิ่งนี้ไม่สนใจเจ้าหน้าที่โรงงาน รถถูกทิ้งร้าง และอีกหนึ่งทศวรรษต่อมาก็ถูกรื้อถอนโดยไม่จำเป็น

หลักการทำงาน

ต้องใช้หม้อต้มไอน้ำสำหรับการทำงานของทั้งระบบ ไอน้ำที่ได้จะขยายตัวและกดบนลูกสูบ ส่งผลให้ชิ้นส่วนกลไกเคลื่อนที่

หลักการทำงานควรศึกษาโดยใช้ภาพประกอบด้านล่าง

ถ้าคุณไม่ลงรายละเอียด การทำงานของเครื่องจักรไอน้ำคือการแปลงพลังงานของไอน้ำเป็นการเคลื่อนที่เชิงกลของลูกสูบ

ประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของงานทางกลที่มีประโยชน์ซึ่งสัมพันธ์กับปริมาณความร้อนที่ใช้ไปซึ่งมีอยู่ในเชื้อเพลิง พลังงานที่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมโดยไม่ได้คำนึงถึงความร้อน

ประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ ประสิทธิภาพในทางปฏิบัติจะอยู่ที่ 1-8% เมื่อมีคอนเดนเซอร์และการขยายตัวของเส้นทางการไหล ตัวบ่งชี้สามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 25%

ข้อดี

ข้อได้เปรียบหลักของอุปกรณ์ไอน้ำคือ หม้อไอน้ำสามารถใช้แหล่งความร้อนใดก็ได้ ทั้งถ่านหินและยูเรเนียมเป็นเชื้อเพลิง สิ่งนี้แตกต่างอย่างมากจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน ต้องใช้เชื้อเพลิงบางประเภททั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิง

ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องยนต์ไอน้ำแสดงให้เห็นถึงข้อดีที่ยังคงสังเกตเห็นได้ในปัจจุบัน เนื่องจากพลังงานนิวเคลียร์สามารถนำมาใช้กับเครื่องยนต์ไอน้ำได้ ด้วยตัวมันเอง เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่สามารถแปลงพลังงานเป็นงานกลได้ แต่สามารถสร้างความร้อนได้จำนวนมาก จากนั้นใช้สร้างไอน้ำซึ่งจะทำให้รถเคลื่อนที่ได้ สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในลักษณะเดียวกัน

หัวรถจักรไอน้ำทำงานได้ดีที่ระดับความสูง ประสิทธิภาพของงานไม่ได้รับผลกระทบจากความกดอากาศต่ำในภูเขา รถจักรไอน้ำยังคงใช้อยู่ในภูเขาของละตินอเมริกา

ในออสเตรียและสวิตเซอร์แลนด์มีการใช้รถจักรไอน้ำรุ่นใหม่ที่ใช้ไอน้ำแห้ง พวกมันแสดงประสิทธิภาพสูงด้วยการปรับปรุงมากมาย พวกเขาไม่ต้องการการบำรุงรักษาและใช้เศษส่วนของน้ำมันเบาเป็นเชื้อเพลิง ในแง่ของตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจ เทียบได้กับตู้รถไฟไฟฟ้าสมัยใหม่ ในเวลาเดียวกัน รถจักรไอน้ำมีน้ำหนักเบากว่ารถจักรดีเซลและไฟฟ้ามาก นี่เป็นข้อได้เปรียบอย่างมากในภูมิประเทศที่เป็นภูเขา

ข้อบกพร่อง

ข้อเสียรวมถึงประการแรกคือประสิทธิภาพต่ำ สิ่งนี้ควรเพิ่มความเทอะทะของการออกแบบและความเร็วต่ำ สิ่งนี้สังเกตเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะหลังจากการถือกำเนิดของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

แอปพลิเคชัน

ผู้คิดค้นเครื่องจักรไอน้ำนั้นรู้จักกันดีอยู่แล้ว ยังคงต้องดูว่าพวกเขาถูกใช้ที่ไหน จนถึงกลางศตวรรษที่ยี่สิบ เครื่องยนต์ไอน้ำถูกใช้ในอุตสาหกรรม พวกเขายังใช้สำหรับการขนส่งทางรถไฟและไอน้ำ

โรงงานที่ใช้เครื่องยนต์ไอน้ำ:

• น้ำตาล;
• การแข่งขัน;
• โรงงานกระดาษ
• สิ่งทอ;
• สถานประกอบการด้านอาหาร (ในบางกรณี)

กังหันไอน้ำรวมอยู่ในอุปกรณ์นี้ด้วย เครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังคงทำงานด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา ไฟฟ้าประมาณ 80% ของโลกผลิตขึ้นโดยใช้กังหันไอน้ำ

ครั้งหนึ่ง มีการสร้างการขนส่งประเภทต่างๆ ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องจักรไอน้ำ บางคนไม่ได้หยั่งรากเนื่องจากปัญหาที่ไม่ได้รับการแก้ไข ในขณะที่บางคนยังคงทำงานอยู่ในปัจจุบัน

การขนส่งด้วยไอน้ำ:

• รถยนต์;
• รถแทรกเตอร์;
• รถขุด;
• เครื่องบิน;
• หัวรถจักร;
• เรือ;
• รถแทรกเตอร์

นั่นคือประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำ พิจารณาตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จของรถแข่ง Serpolle โดยสังเขปซึ่งสร้างขึ้นในปี 1902 โดยสังเขป มันสร้างสถิติความเร็วโลกซึ่งมีจำนวน 120 กม. ต่อชั่วโมงบนบก นั่นคือเหตุผลที่รถยนต์ไอน้ำสามารถแข่งขันกับรถยนต์ไฟฟ้าและน้ำมันเบนซินได้

ดังนั้นในสหรัฐอเมริกาในปี 1900 เครื่องจักรไอน้ำส่วนใหญ่จึงถูกผลิตขึ้น พวกเขาพบกันตามท้องถนนจนถึงอายุสามสิบของศตวรรษที่ยี่สิบ

ยานพาหนะเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่เป็นที่นิยมหลังจากการถือกำเนิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่ามาก เครื่องจักรดังกล่าวประหยัดกว่าในขณะที่เบาและรวดเร็ว

Steampunk เป็นกระแสแห่งยุคของเครื่องจักรไอน้ำ

เมื่อพูดถึงเครื่องจักรไอน้ำ ฉันอยากจะพูดถึงทิศทางยอดนิยม - steampunk คำนี้ประกอบด้วยคำภาษาอังกฤษสองคำ - "พาร์" และ "ประท้วง" Steampunk เป็นนิยายวิทยาศาสตร์ประเภทหนึ่งที่เกิดขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ในอังกฤษยุควิกตอเรีย ช่วงเวลานี้ในประวัติศาสตร์มักถูกเรียกว่ายุคแห่งไอน้ำ

ผลงานทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่ง - พวกเขาบอกเล่าเกี่ยวกับชีวิตในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ในขณะที่รูปแบบการบรรยายชวนให้นึกถึงนวนิยายเรื่อง "The Time Machine" ของเอช. จี. เวลส์ แปลงอธิบายภูมิทัศน์เมือง อาคารสาธารณะ เทคโนโลยี มอบสถานที่พิเศษให้กับเรือบิน รถยนต์เก่า สิ่งประดิษฐ์ที่แปลกประหลาด ชิ้นส่วนโลหะทั้งหมดถูกยึดด้วยหมุดย้ำ เนื่องจากยังไม่ได้ใช้การเชื่อม

คำว่า "steampunk" มีต้นกำเนิดในปี 1987 ความนิยมเกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของนวนิยายเรื่อง "The Difference Engine" เขียนในปี 1990 โดย William Gibson และ Bruce Sterling

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 ภาพยนตร์ที่มีชื่อเสียงหลายเรื่องได้รับการปล่อยตัวในทิศทางนี้:

• "เครื่องย้อนเวลา";
• "สมาพันธ์สุภาพบุรุษวิสามัญ";
• "แวน เฮลซิง"

ผู้บุกเบิก steampunk รวมถึงผลงานของ Jules Verne และ Grigory Adamov ความสนใจในทิศทางนี้เป็นครั้งคราวปรากฏในทุกด้านของชีวิต - จากภาพยนตร์ไปจนถึงเสื้อผ้าในชีวิตประจำวัน

เหตุผลในการสร้างหน่วยนี้เป็นความคิดที่โง่เขลา: "เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างเครื่องจักรไอน้ำโดยไม่มีเครื่องจักรและเครื่องมือ โดยใช้เฉพาะชิ้นส่วนที่คุณสามารถซื้อได้ในร้านค้า" และทำด้วยตัวเอง ผลที่ได้คือการออกแบบนี้ การประกอบและการติดตั้งทั้งหมดใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งชั่วโมง แม้ว่าการออกแบบและการเลือกชิ้นส่วนจะใช้เวลาหกเดือน

โครงสร้างส่วนใหญ่ประกอบด้วยอุปกรณ์ประปา ในตอนท้ายของมหากาพย์ คำถามของผู้ขายฮาร์ดแวร์และร้านค้าอื่นๆ: "ฉันช่วยคุณได้ไหม" และ "คุณทำเพื่ออะไร" ทำให้ฉันไม่พอใจจริงๆ

ดังนั้นเราจึงรวบรวมรากฐาน ขั้นแรกให้สมาชิกข้ามหลัก ทีออฟ, บาร์เรล, มุมครึ่งนิ้วถูกนำมาใช้ที่นี่ ฉันแก้ไของค์ประกอบทั้งหมดด้วยสารเคลือบหลุมร่องฟัน เพื่อให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อด้วยมือ แต่สำหรับการประกอบขั้นสุดท้ายควรใช้เทปพันสายไฟ

จากนั้นองค์ประกอบตามยาว หม้อต้มไอน้ำ สปูล กระบอกไอน้ำ และมู่เล่จะติดอยู่กับพวกมัน องค์ประกอบทั้งหมดที่นี่ยังเป็น 1/2"

จากนั้นเราทำชั้นวาง ในภาพจากซ้ายไปขวา: ฐานสำหรับหม้อต้มไอน้ำ จากนั้นขาตั้งสำหรับกลไกการกระจายไอน้ำ ตามด้วยขาตั้งสำหรับมู่เล่ และสุดท้ายคือที่ยึดสำหรับถังไอน้ำ ตัวยึดมู่เล่ทำมาจากทีออฟ 3/4" (เกลียวตัวผู้) แบริ่งจากชุดซ่อมโรลเลอร์สเกตเหมาะอย่างยิ่งสำหรับมัน แบริ่งยึดด้วยน็อตบีบอัด น็อตเหล่านี้สามารถแยกออกต่างหากหรือนำมาจากแท่นทีสำหรับมัลติเลเยอร์ ท่อเข้ามุมขวา (ยังไม่ได้ใช้ในการออกแบบ) แท่นที 3/4" ยังใช้เป็นที่ยึดถังไอน้ำ เฉพาะเกลียวเท่านั้นที่เป็นตัวเมียทั้งหมด อะแดปเตอร์ใช้สำหรับยึดชิ้นส่วนขนาด 3/4" ถึง 1/2"

เรารวบรวมหม้อไอน้ำ หม้อน้ำใช้ท่อขนาด 1" ผมเจอมือสองในตลาด มองไปข้างหน้า ผมอยากจะบอกว่าหม้อน้ำมีขนาดเล็กและผลิตไอน้ำได้ไม่เพียงพอ ด้วยเครื่องบอยเลอร์แบบนี้ เครื่องยนต์ วิ่งช้าเกินไป แต่ใช้งานได้ สามส่วนทางด้านขวาคือ: หมวก, อะแดปเตอร์ 1 "-1/2" และไม้กวาดหุ้มยาง สลิงถูกเสียบเข้าไปในอะแดปเตอร์และปิดด้วยฝาปิด ดังนั้น หม้อไอน้ำจะกลายเป็นสุญญากาศ

ดังนั้นหม้อไอน้ำจึงออกมาในตอนแรก

แต่สุโขปานิกมีความสูงไม่เพียงพอ น้ำเข้าสู่สายไอน้ำ ฉันต้องใส่กระบอกเพิ่มเติม 1/2" ผ่านอะแดปเตอร์

นี่คือเตา สี่เสาก่อนหน้านี้เป็นวัสดุ "ตะเกียงน้ำมันทำเองจากท่อ" ในขั้นต้น เตาก็คิดแบบนั้น แต่ไม่มีเชื้อเพลิงที่เหมาะสม น้ำมันตะเกียงและน้ำมันก๊าดรมควันอย่างหนัก คุณต้องการแอลกอฮอล์ ตอนนี้ฉันเพิ่งทำที่ใส่เชื้อเพลิงแห้ง

นี่เป็นรายละเอียดที่สำคัญมาก ผู้จัดจำหน่ายไอน้ำหรือสปูล สิ่งนี้นำไอน้ำเข้าสู่กระบอกสูบทำงานระหว่างจังหวะการทำงาน เมื่อลูกสูบเคลื่อนกลับ ไอน้ำจะถูกตัดออกและเกิดการคายประจุ แกนม้วนเป็นแกนไขว้สำหรับท่อโลหะและพลาสติก ปลายด้านหนึ่งต้องปิดผนึกด้วยสีโป๊วอีพ็อกซี่ ด้วยจุดสิ้นสุดนี้ อุปกรณ์จะติดเข้ากับแร็คผ่านอะแดปเตอร์

และตอนนี้รายละเอียดที่สำคัญที่สุด จะขึ้นอยู่กับว่าเครื่องยนต์จะทำงานหรือไม่ นี่คือการทำงานของลูกสูบและสปูลวาล์ว ที่นี่ใช้กิ๊บติดผม M4 (ขายในแผนกอุปกรณ์เฟอร์นิเจอร์ หาอันยาวได้ง่ายกว่าและตัดตามความยาวที่ต้องการ) เครื่องซักผ้าโลหะ และเครื่องซักผ้าสักหลาด แหวนสักหลาดใช้สำหรับยึดกระจกและกระจกเข้ากับอุปกรณ์อื่นๆ

ผ้าสักหลาดไม่ใช่วัสดุที่ดีที่สุด มันไม่ได้ให้ความรัดกุมเพียงพอและความต้านทานต่อการเดินทางนั้นสำคัญ ต่อจากนั้นเราจัดการเพื่อกำจัดความรู้สึก แหวนรองมาตรฐานไม่เหมาะสำหรับสิ่งนี้: M4x15 สำหรับลูกสูบและ M4x8 สำหรับวาล์ว เครื่องซักผ้าเหล่านี้ต้องแน่นที่สุดโดยใช้เทปพันสายไฟติดกิ๊บแล้วพันด้วยเทปเดียวกันจากด้านบน 2-3 ชั้น จากนั้นถูให้ทั่วด้วยน้ำในกระบอกสูบและหลอด ฉันไม่ได้ถ่ายรูปลูกสูบที่อัพเกรดแล้ว ขี้เกียจเกินไปที่จะถอดแยกชิ้นส่วน

จริงๆ แล้วมันคือกระบอกสูบ ทำจากถังขนาด 1/2" โดยยึดไว้ในทีออฟ 3/4" พร้อมน็อตยึดสองตัว ด้านหนึ่งด้วยการปิดผนึกสูงสุด ข้อต่อถูกยึดอย่างแน่นหนา

ตอนนี้มู่เล่ มู่เล่ทำจากแพนเค้กดัมเบล กองแหวนรองถูกใส่เข้าไปในรูตรงกลาง และกระบอกเล็กจากชุดซ่อมอินไลน์สเก็ตวางอยู่ตรงกลางของแหวนรอง ทุกอย่างถูกปิดผนึก สำหรับผู้ถือไม้แขวนไม้แขวนสำหรับเฟอร์นิเจอร์และภาพวาดเหมาะอย่างยิ่ง ดูเหมือนรูกุญแจ ทุกอย่างประกอบตามลำดับที่แสดงในภาพ สกรูและน็อต - M8

เรามีมู่เล่สองล้อในการออกแบบของเรา จะต้องมีการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งระหว่างพวกเขา การเชื่อมต่อนี้มีให้โดยน็อตคัปปลิ้ง ข้อต่อเกลียวทั้งหมดได้รับการแก้ไขด้วยยาทาเล็บ

มู่เล่ทั้งสองนี้ดูเหมือนจะเหมือนกัน แต่อันหนึ่งจะเชื่อมต่อกับลูกสูบและอีกอันหนึ่งกับสปูลวาล์ว ดังนั้นตัวยึดในรูปแบบของสกรู M3 จึงถูกติดตั้งในระยะห่างที่ต่างกันจากศูนย์กลาง สำหรับลูกสูบ ตัวยึดจะอยู่ห่างจากศูนย์กลางมากขึ้น สำหรับวาล์ว - ใกล้กับศูนย์กลางมากขึ้น

ตอนนี้เราทำวาล์วและไดรฟ์ลูกสูบ แผ่นเชื่อมต่อเฟอร์นิเจอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวาล์ว

สำหรับลูกสูบจะใช้แผ่นล็อคหน้าต่างเป็นคันโยก มาแบบครอบครัว. สง่าราศีนิรันดร์แก่ผู้คิดค้นระบบเมตริก

ไดรฟ์ประกอบ

ทุกอย่างติดตั้งอยู่บนเครื่องยนต์ ข้อต่อเกลียวได้รับการแก้ไขด้วยสารเคลือบเงา นี่คือระบบขับเคลื่อนลูกสูบ

ไดรฟ์วาล์ว โปรดทราบว่าตำแหน่งพาหะลูกสูบและวาล์วต่างกัน 90 องศา ขึ้นอยู่กับทิศทางที่พาหะวาล์วนำไปสู่พาหะของลูกสูบ ทิศทางที่มู่เล่จะหมุนจะขึ้นอยู่กับทิศทาง

ตอนนี้ยังคงเชื่อมต่อท่อ นี่คือท่อซิลิโคนสำหรับตู้ปลา ท่อทั้งหมดต้องยึดด้วยลวดหรือที่หนีบ

ควรสังเกตว่าไม่มีวาล์วนิรภัยให้ ดังนั้นควรใช้ความระมัดระวังสูงสุด

โว้ว. เราเทน้ำ เราเผามัน รอให้น้ำเดือด ในระหว่างการทำความร้อน วาล์วต้องอยู่ในตำแหน่งปิด

กระบวนการประกอบทั้งหมดและผลลัพธ์ในวิดีโอ

รถจักรไอน้ำ

เวลาในการผลิต: หนึ่งวัน

วัสดุในมือ: ████████░░ 80%

ในบทความนี้ฉันจะบอกคุณถึงวิธีทำเครื่องจักรไอน้ำด้วยมือของคุณเอง เครื่องยนต์จะเล็ก ลูกสูบเดี่ยว มีสปูล พลังงานเพียงพอที่จะหมุนโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กและใช้เครื่องยนต์นี้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าอิสระเมื่อเดินป่า

• เสาอากาศแบบยืดหดได้ (สามารถถอดออกจากทีวีหรือวิทยุเก่าได้) เส้นผ่าศูนย์กลางของท่อที่หนาที่สุดต้องมีอย่างน้อย 8 มม.
• ท่อเล็กสำหรับลูกสูบคู่ (ร้านประปา)
• ลวดทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.5 มม. (สามารถพบได้ในขดลวดหม้อแปลงหรือร้านวิทยุ)
• น็อต น็อต สกรู
• ตะกั่ว (จากร้านตกปลาหรือพบในแบตเตอรี่รถยนต์เก่า) จำเป็นต้องขึ้นรูปมู่เล่ ฉันพบมู่เล่สำเร็จรูป แต่รายการนี้อาจมีประโยชน์สำหรับคุณ
• แท่งไม้.
• ซี่ล้อจักรยาน
• ยืน (ในกรณีของฉันจากแผ่น textolite หนา 5 มม. แต่ไม้อัดก็เหมาะสมเช่นกัน)
• บล็อกไม้ (ชิ้นกระดาน)
• โถมะกอก
• ท่อ

• Superglue, การเชื่อมเย็น, อีพอกซีเรซิน (ตลาดการก่อสร้าง)
• กากกะรุน
• เจาะ
• หัวแร้ง
• เลื่อยวงเดือน

วิธีทำเครื่องจักรไอน้ำ




ไดอะแกรมเครื่องยนต์






กระบอกและหลอดสปูล

ตัด 3 ชิ้นจากเสาอากาศ:
? ชิ้นแรกยาว 38 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. (ตัวกระบอกสูบเอง)
? ชิ้นที่ 2 ยาว 30 มม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม.
? อันที่สามยาว 6 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม.




นำท่อหมายเลข 2 มาเจาะรูให้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. ตรงกลาง ใช้หลอดหมายเลข 3 และกาวให้ตั้งฉากกับหลอดหมายเลข 2 หลังจากที่ superglue แห้ง ปิดทุกอย่างด้วยการเชื่อมเย็น (เช่น POXIPOL)




เรายึดเครื่องซักผ้าเหล็กกลมที่มีรูตรงกลางเป็นชิ้นที่ 3 (เส้นผ่านศูนย์กลาง - มากกว่าท่อหมายเลข 1) เล็กน้อยหลังจากการอบแห้งเราเสริมความแข็งแกร่งด้วยการเชื่อมเย็น


นอกจากนี้เรายังปิดรอยต่อทั้งหมดด้วยอีพอกซีเรซินเพื่อความแน่นยิ่งขึ้น

วิธีทำลูกสูบด้วยก้านสูบ

เราใช้สลักเกลียว (1) ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. แล้วหนีบไว้ในคีมจับ เราเริ่มม้วนลวดทองแดง (2) รอบ ๆ ประมาณ 6 รอบ เราเคลือบแต่ละเทิร์นด้วย superglue เราตัดปลายสลักเกลียวส่วนเกินออก




เราคลุมลวดด้วยอีพ็อกซี่ หลังจากการอบแห้งเราปรับลูกสูบด้วยกระดาษทรายใต้กระบอกสูบเพื่อให้เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยไม่ปล่อยให้อากาศผ่าน




จากแผ่นอลูมิเนียมเราทำแถบยาว 4 มม. และยาว 19 มม. เราให้รูปร่างของตัวอักษร P (3)




เราเจาะรู (4) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ที่ปลายทั้งสองข้างเพื่อให้สามารถสอดเข็มถักได้ ด้านข้างของชิ้นส่วนรูปตัวยูควรมีขนาด 7x5x7 มม. เราติดมันเข้ากับลูกสูบด้วยด้านที่ 5 มม.





เราทำก้านสูบ (5) จากเข็มถักจักรยาน กาวที่ปลายซี่ล้อทั้งสองข้างบนท่อเล็กๆ สองชิ้น (6) จากเสาอากาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาว 3 มม. ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของก้านสูบคือ 50 มม. ต่อไปเราใส่ก้านสูบที่ปลายด้านหนึ่งเข้าไปในส่วนรูปตัวยูแล้วยึดด้วยเข็มถัก


เราติดเข็มถักที่ปลายทั้งสองเพื่อไม่ให้หลุดออก






ก้านสูบสามเหลี่ยม

ก้านสูบรูปสามเหลี่ยมทำในลักษณะเดียวกันมีเพียงด้านเดียวเท่านั้นที่จะมีเข็มถักและอีกด้านหนึ่งเป็นท่อ ความยาวก้านสูบ 75 มม.







สามเหลี่ยมและแกนม้วน


ตัดสามเหลี่ยมออกจากแผ่นโลหะแล้วเจาะรู 3 รู
สปูล สปูลลูกสูบยาว 3.5 มม. และต้องเคลื่อนที่อย่างอิสระบนหลอดสปูล ความยาวก้านขึ้นอยู่กับขนาดของมู่เล่ของคุณ






ข้อเหวี่ยงของแกนลูกสูบควรเป็น 8 มม. และข้อเหวี่ยงของแกนลูกสูบควรเป็น 4 มม.


• หม้อไอน้ำ

  
  หม้อต้มไอน้ำจะเป็นโถมะกอกที่มีฝาปิดมิดชิด ฉันยังบัดกรีน็อตเพื่อให้สามารถเทน้ำได้และขันให้แน่นด้วยสลักเกลียว ฉันยังบัดกรีหลอดกับฝา
  นี่คือภาพถ่าย:
  

  

  
  

  ภาพการประกอบเครื่องยนต์

  
  

  เราประกอบเครื่องยนต์บนแท่นไม้โดยวางแต่ละองค์ประกอบไว้บนฐานรองรับ

  
  

  

  
  

  

  
  

  

  
  

  วิดีโอเครื่องยนต์ไอน้ำ

  
  
  
  

• เวอร์ชัน 2.0

  
  การดัดแปลงเครื่องสำอางของเครื่องยนต์ ตอนนี้ถังมีแท่นไม้และจานรองสำหรับเม็ดเชื้อเพลิงแห้ง รายละเอียดทั้งหมดถูกทาสีด้วยสีสันที่สวยงาม อย่างไรก็ตาม ควรใช้โฮมเมดเพื่อเป็นแหล่งความร้อนที่ดีที่สุด

บ้าน » ระบบกำลังเครื่องยนต์ » อุปกรณ์เครื่องยนต์ไอน้ำ เครื่องยนต์ไอน้ำรุ่นทันสมัย เวทีใหม่ในการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำ