|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
МОДЕЛЮВАННЯ
Сонячні двигуни для моделей. Поради моделісту
Довідник / Апаратура радіокерування Працюючи над моделлю - чи це судно чи авіамодель, - юному конструктору доводиться вирішувати чимало питань, і одне з них, який поставити двигун. Найбільш простий - механічний, що працює від енергії розтягнутої гумової стрічки або скрученої сталевої пружини. Мініатюрні електромотори, що живляться від хімічних джерел (батарей або акумуляторів), та мініатюрні двигуни внутрішнього згоряння – це вже складніші конструкції. Поряд з перевагами кожен із цих приводів має недоліки. Дійсно, двигуни, що використовують енергію розтягнутої гуми або скрученої пружини, після зупинки моделі щоразу потрібно заводити знову. Недовго працюють і електричні моторчики. Батареї або акумулятори "сідають", і модель зупиняється. Ще більшої уваги вимагають двигуни внутрішнього згоряння. І все замикається на пальному. Є паливо – рухається модель, ні – стоїть. Але існує ще один, можливо вже забутий, метод приводу моделей. Він вимагає ні накопичувачів механічної енергії, ні хімічних джерел, ні бензину. У спекотний день від прямих сонячних променів нагріваються поверхня ґрунту, дахи будинків, асфальт автомобільних доріг. Невидимі теплові промені нагрівають повітря і воду, І все це поряд, довкола нас. Енергія, яка може приводити до руху різні механізми. Сьогодні ми пропонуємо познайомитись із трьома незвичайними двигунами. Не споживаючи палива, кожен із них може виконувати корисну роботу. Але не подумайте, що вони – вічні двигуни. Секрет їхньої працездатності простий. Вал обертає енергія сонячних променів. На відміну від більшості відомих геліоустановок, в яких сонячна енергія перетворюється на механічну лише за допомогою проміжних пристроїв, у цих двигунах цикл перетворення "світло - обертання" здійснюється в одній установці. Розглянемо найпростіший сонячний двигун, конструкцію якого запропонував винахідник Д. Пасічнюк. Подивіться малюнок. На жорсткій стійці укріплений циліндричний посуд, пофарбований зовні чорною фарбою. У торцевих частинах вирізано отвори різного діаметра. Всередину, з боку більшого отвору, вставлений ротор з двома багатолопатевими колесами. Лопаті в них нахилені в той самий бік і під однаковим кутом. Вал ротора обертається на підшипниках.
Працює двигун Пасічнюка так. Сонячні промені, що падають на чорну поверхню судини, нагрівають повітря, що знаходиться всередині. Тиск у посудині підвищується, При цьому він однаково діє зсередини на обидва колеса. Але колеса мають різні діаметри. Отже, крутний момент великого колеса буде більше крутного моменту малого колеса. Лопатки великого колеса, що нагадують лопатки вентилятора, почнуть безперервно викачувати з посудини частину нагрітого повітря. Але природа не терпить порожнечі, тому водночас через мале колесо в cocyд засмоктуватиметься холодне повітря з атмосфери. Усередині він нагріється і знову вийде, але з протилежного кінця. Так, подібно до вентилятора, працює цей двигун, що не споживає палива. Виготовити такий двигун можна досить швидко, Як посудина підійде бляшана банка ємністю 4-5 л, наприклад, від томатної пасти. Обережно виріжте в одному днищі отвір діаметром 60-80 мм. Вийміть вміст банки. Ретельно промийте внутрішні стіни. В іншому днищі проріжте отвір діаметром 30-40 мм. Пофарбуйте банку чорною фарбою. Візьміть рівну мідну трубку. Припаяйте до неї лопатки із жерсті. Вставте ротор із лопатками всередину судини. Надягніть на нього підшипники і закріпіть їх на опорах. Двигун готовий. У двигуна, що сконструював Т. Буров к.п.д. дещо вище, ніж у двигуна Д. Пасічнюка. Як робоча речовина в ньому використовується не повітря, а вода. Подивіться малюнок. Принцип дії його заснований на зміні пружності водяної пари під впливом нагрівання та охолодження. Розглянемо замкнуту систему, що складається із двох банок, з'єднаних між собою трубкою. Наприклад, верхню. Тут одна банка знаходиться в тіні під захистом екрану, а інша висвітлюється сонячним промінням. Промені нагрівають чорну поверхню стінки. Температура води у банку підвищується. Вода починає випаровуватися, і тиск у банку збільшується. За законом сполучених судин тиск і в нагрітій, і в ще холодній банках прагнутиме врівноважитись. Під впливом надлишкового тиску частина рідини з нагрітої банки через трубку витісниться в холодну. Перерозподіл води в судинах призведе до неврівноваженого стану, у якому ліва частина ротора виявиться важчою, ніж права. Ротор почне обертатись.
Виготовити такий двигун можна також із підручних матеріалів. Візьміть бляшанки, наприклад з-під згущеного молока. Збоку зробіть отвір. Злийте вміст та промийте банку. Зробіть інший отвір на протилежному боці. Потім візьміть мідні трубки завдовжки 350 мм. Просвердліть отвори з кожного кінця на довжині 60 мм. Зігніть трубки посередині, а кінці вставте у банки. Місця входу та виходу трубок із банок ретельно пропаяйте товстим шаром припою. Пофарбуйте банки у чорний колір. Через один із відкритих кінців трубки залийте всередину банок 400 см3 води. Шматочками стисніть кінці трубок, а сплющені стики пропаяйте. Ротор збирається із трьох-чотирьох пар, з'єднаних таким чином банок. Місця вигину припаяйте до мідного валу. Зверху надягніть картонний захисний екран. Двигун готовий до роботи. Встановіть вісь обертання ротора так, щоб сонячне проміння освітлювало поверхню всіх банок, що знаходяться з правого боку. Ротор почне обертатись проти годинникової стрілки. Для регулювання тіні екран можна зробити обертовим і розташовувати його похило, як показано на малюнку. Це покращить роботу двигуна. Переносячи екран у той чи інший бік, можна змінювати напрямок обертання ротора. Потужність двигуна Т. Бурова можна значно збільшити, якщо застосувати дво-і навіть трирядну конструкцію бляшаних банок великої ємності. Банки треба розташувати так, щоб кожна з них (зрозуміло, з незакритого боку) рівномірно нагрівалася сонячним промінням. На відміну від розглянутих двох сонячних двигунів останній, третій, ефективніший. Його проект запропонували американські вчені. Принцип дії цього двигуна нагадує роботу двигуна внутрішнього згоряння. Є в нього і циліндр і поршень, але тільки верхня порожнина над робочим поршнем виконується більшого об'єму. Є в нього ще один поршень, названий витіснителем. Щоправда, він скоріше нагадує фільтр, ніж поршень. Зверху витискувач покритий дротяною сіткою, пофарбованою в чорний колір. У корпусі ж у нього є вертикальний конічний капал, забитий тонким мідним дротом. І поршень і витіснювач штоками кріпляться до колінчастого валу, на який насаджений маховик. Робочим тілом у цьому двигуні служить повітря, яке практично прозоре для теплових сонячних променів. Щоб зрозуміти, як працює двигун, розглянемо спочатку положення, коли витискувач знаходиться у нижній, а поршень у верхній мертвій точці. Теплові промені, вільно проходячи крізь прозору баню, потрапляють на сітку. Вона поглинає теплову енергію та нагрівається. Разом з нею нагрівається повітря, що заповнює простір між куполом та сіткою. Нагріваючись повітря з більшою силою тисне на стінки циліндра. Знизу на робочий поршень діє атмосферний тиск, а зверху в цей момент надлишковий. В результаті робочий поршень переміщатиметься вниз, а витіснювач – вгору. Нагріте повітря вільно проходить через металевий фільтр витискувача та віддає частину свого тепла мідному дроту. У обсязі робочої камери, що збільшився, температура, а отже, і тиск повітря зменшаться. Тепер знизу на робочий поршень діє атмосферний тиск, що дещо перевищує тиск усередині робочої камери. Поршень починає переміщатися нагору, а витіснювач вниз. Охолоджене повітря з робочої камери проходить через нагрітий мідний дріт, підігрівається і заповнює простір під куполом. Двигун повертається у вихідний стан, і цикл повторюється.
Коефіцієнт корисної дії такого двигуна невеликий. Його можна збільшити, якщо застосувати систему оптичних лінз чи дзеркал для концентрації енергії світлового потоку. Збільшиться к.п.д. і в тому випадку, якщо використовувати подвійне скління бані для зменшення втрат тепла в навколишній простір або застосувати водяне охолодження для збільшення різниці температур у робочій камері. Для того щоб за допомогою двигуна подібної конструкції отримати потужність в одну кінську силу, потрібно сфокусувати на прозорому куполі світловий потік, "зібраний" з поверхні дзеркала розміром приблизно в один квадратний метр. Отже, три сонячні двигуни. З їх допомогою можна отримати потужність від сотих часток до однієї кінської сили! Де її використовувати? Звичайно ж, і перший і другий двигуни, як простіші у виготовленні, можна застосувати на судно-і автомоделях. У ясний сонячний день вони, не споживаючи ні грама пального, зможуть обертати не тільки ведучі колеса іграшкових автомобілів, вантажівок і тракторів, а й гребні гвинти та лопаті моделей човнів, катерів та кораблів. Важливо правильно виготовити двигун із будь-якими, заздалегідь заданими габаритами. Автор: В.Заворотов
▪ Автодром для ходових випробувань моделей ▪ Дозатор для епоксидної смоли
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Ультразвукова хімчистка вдома ▪ Балістичний щит із пластикових пакетів ▪ Система безпеки для захисту моряків
▪ Розділ сайту Нормативна документація з охорони праці. Добірка статей ▪ стаття Зі страхом і трепетом. Крилатий вислів ▪ стаття В одному рюкзаку – три. Поради туристу ▪ стаття Тонкомпенсований регулятор гучності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page