Паровой двигатель своими руками. Первый вариант

Паровой двигатель своими руками из подручных средств

Когда уже доделывал свой газогенератор – наткнулся в интернет на книжку “Как самому сделать паровой двигатель до 1.5л/с” книжка 1903 года (. ) выпуска, написана через “ять”, размеры в вершках и аршинах, но содержит информацию, достаточную для изготовления своего парового двигателя, с чертежами и пояснениями

Саму книгу полностью в статье публиковать не буду, ссылку на нее дам в конце.
Идея вот в чем: 100 лет назад это можно было сделать методом пайки из ружейных гильз, обрезков труб и самовара в качестве парового котла, давление в котором (по книжке) составляло всего 2-3 атмосферы.
В общем – из подручных тогда средств (есть вещи, которые и через 100 лет не меняются).
При этом автор книги советовал использовать паровой двигатель для аэрации воды в аквариуме или приспособить к нему динамо для выработки электроэнергии. Или установить на лодку. (Приводятся двигатели разной мощности).

Но мы-то живем немного в другом веке: сварочный инвертор не редкость, автомобильный хлам – в избытке, простой газовый баллон – держит поболе 2 атмосфер. В общем – развернуться есть куда, а скажем мотоциклетный двигатель – это уже готовый паровой со всеми необходимыми шатунами, поршнем и подшипниками, только надо сделать систему газораспределения (и продумать систему смазки):

(Автор видео с Ютуб – Iван Гнатюк, ссылка – на ролик с его канала)

Другая идея переделки 2-тактного двигателя:

В начале статьи упоминалось про газогенератор: я его сделал и “скрестил” с бензогенератором, но штука оказалась хлопотная и пока – дорогая. Почему – тема отдельной статьи, ссылка в конце текста.

Мне представляется, что паровой двигатель для получения электроэнергии и попутного отопления дома (гаража, дачи) отработанным паром – вариант чуть ли не идеальный: уже упоминал в разных статьях, что дом я – все равно отапливаю, вскипятить до пара ведро-другое воды особых проблем не составит, тогда как возня с газогенератором – уже не попутная, а отдельная тема: встал, затопил печку, пошел “раскочегаривать” газогенератор, наконец завел бензогенератор (20 минут на “взлет” в прохладном гараже).

Если всё получится – идея сведется к простым действиям “топлю печку – получаю электричество, заодно заряжаю аккумуляторы”.
В наш нанотехнологичный век можно сделать еще проще: приобрести печку с элементами Пельте, но это пока дорого и бессмысленно: тема отдельной статьи, скоро напишу.

Просто в книжке 1903 года говорится о 1.5 л/с, а это – около 1 Квт. Есть о чем задуматься.
Книжка полезная, кроме информации о сборке двигателей рассказывает и об изготовлении паровых котлов разных типов и о способе регулировки давления в системе.
Вдруг пригодится, или “для общего развития”: скачать

Мой плейлист в Ютуб с подборкой видео про паровые двигатели (в основном на них ездят): здесь

Покритикуйте, посоветуйте. Может у кого-то уже есть опыт эксплуатации парового двигателя, да еще и вместе с электрогенератором (я планирую автомобильный 12В).

Испытание парового котла
———————————-
P.S. Сделать паровую турбину в домашних условиях – гораздо сложнее (огромные обороты: балансировка, износ подшипников). Но может кто-то сделал?

Разморозка труб и колодца паром – я уже сделал себе паровой котел, правда использую пока не по назначению )

Паровой двигатель своими руками. Первый вариант

Всем привет! С вами снова kompik92!
И сегодня и мы будем делать паровой двигатель!
Думаю каждому было когда-то хотелось сделать паровой двигатель!
Ну так давайте сделаем ваши мечты реальностью!

У меня есть два варианта его сделать: лёгкая и сложная. Оба варианта очень классные и интересные и если вы думаете что тут будет только один вариант, то вы правы. Второй вариант я выложу немного позже!

И давайте сразу к инструкции!

Правила безопасности:

1. Когда двигатель работает, и вы хотите его перенести, используйте щипцы, толстые перчатки или не проводящий тепло материал!
2. Если вы хотите сделать двигатель сложнее или мощнее, лучше узнать у кого- либо чем экпериментировать! Неправильная сборка может привести к взрыву котла!
3. Если вы хотите взять работающий двигатель, не направляйте пар на людей!
4. Не блокируйте пар в банке или трубке, паровой двигатель может взорваться!

А вот и инструкция для варианта №1 :

• Банка из под Колы или Пепси из алюминия
• Плоскогубцы
• Ножницы по металлу
• Дырокол для бумаги (не путать с дроколом)
• Маленькая свечка
• Фольга из алюминия
• Трубка из меди 3мм
• Карандаш
• Вода
• Салатница или большая миска

Давайте приступим!
1. Вам нужно отрезать дно банки с высотой в 6.35 см. Для лучшего среза, сначала нарисуйте карандашом линию а потом ровно по ней срежьте дно банки. Таким образом мы получаем корпус нашего двигателя.

6. Создайте змеевик. Сделайте три четыре мотка в середине трубки при помощи карандаша. С каждой стороны должно быть не меньше 5 см. Мы сделали змеевик. Не знаете что это?

Вот вам цитата из википедии.

Думаю стало легче, но если всё равно не стало легче то я объясню сам. Змеевик это трубка в которой протекает жидкость чтобы её нагревали или охлаждали.

Вот и всё! Через некоторое время я выложу продолжение!
С вами был kompik92!
Источник

Двигатель своими руками паровой: подробное описание, чертежи

Паровой двигатель начал свою экспансию еще в начале 19-го века. И уже в то время строились не только большие агрегаты для промышленных целей, но также и декоративные. В большинстве своем их покупателями были богатые вельможи, которые хотели позабавить себя и своих детишек. После того как паровые агрегаты плотно вошли в жизнь социума, декоративные двигатели начали применяться в университетах и школах в качестве образовательных образцов.

Паровые двигатели современности

В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.

Устройство двигателя очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Итак, начнем. Соберем самый простой паровой двигатель своими руками. Чертежи, сложные инструменты и особые знания при этом не нужны.

Для начала берем алюминиевую банку из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

На расстоянии 1,5 см от верхнего края полученного «стакана» необходимо сделать два отверстия друг напротив друга. Желательно для этого использовать дырокол, так как необходимо, чтобы они получились в диаметре не менее 3 мм. На дно банки кладем декоративную свечку. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, после чего оборачиваем со всех сторон нашу мини-горелку.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см. Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль.

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Запуск двигателя

Банку размещают в емкости с водой. При этом необходимо, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если сопла недостаточно длинные, то можно добавить на дно банки небольшой грузик. Но будьте осторожны — не потопите весь двигатель.

Теперь необходимо заполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а вторым втягивать воздух как через трубочку. Опускаем банку на воду. Поджигаем фитиль свечки. Через некоторое время вода в спирали превратится в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов сопел. Банка начнет вращаться в емкости достаточно быстро. Вот такой у нас получился двигатель своими руками паровой. Как видите, все просто.

Модель парового двигателя для взрослых

Теперь усложним задачу. Соберем более серьезный двигатель своими руками паровой. Для начала необходимо взять банку из-под краски. При этом следует убедиться, что она абсолютно чистая. На стенке на 2-3 см от дна вырезаем прямоугольник с размерами 15 х 5 см. Длинная сторона размещается параллельно дну банки. Из металлической сетки вырезаем кусок площадью 12 х 24 см. С обоих концов длинной стороны отмеряем 6 см. Отгибаем эти участки под углом 90 градусов. У нас получается маленький «столик-платформа» площадью 12 х 12 см с ногами по 6 см. Устанавливаем полученную конструкцию на дно банки.

По периметру крышки необходимо сделать несколько отверстий и разместить их в форме полукруга вдоль одной половины крышки. Желательно, чтобы отверстия имели диаметр около 1 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию внутреннего пространства. Паровой двигатель не сможет хорошо работать, если к источнику огня не будет попадать достаточное количество воздуха.

Основной элемент

Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.

Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.

Емкость для воды

Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.

Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее – более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

Результат

В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. Горячий пар поднимается по трубке вверх.

Для того чтобы механизм получился завершенным, необходимо присоединить к верхнему концу медной трубки поршень и маховик. В итоге тепловая энергия горения будет преобразовываться в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем для создания такого двигателя внешнего сгорания, но во всех них всегда задействованы два элемента – огонь и вода.

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой двигатель Стирлинга своими руками, но это материал для совершенно отдельной статьи.

Паровой двигатель своими руками. Первый вариант

Преимущества паровых двигателей:

Использование различных видов топлива.

Эффективность не падает из за низкого атмосферного давления.

Хорошие тяговые характеристики.

Глава 2. Паровой двигатель, прицип работы.

2.1 Что такое паровой двигатель.

Паровой двигатель — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.

В паровозах (локомотивах) используются поршневые двигатели. В качестве двигателей используют также турбины, которые дают непосредственно вращательное движение, вращая ряд колес с лопатками. Паровые турбины приводят в действие генераторы электростанций и винты кораблей. В любом паровом двигателе происходит превращение тепла, вырабатываемого при нагреве воды в паровом котле (бойлере) в энергию движения. Тепло может подаваться от сжигания топлива в печи или от атомного реактора.

2.2Составляющие парового двигателя.

Для движения паровой машины необходим паровой котёл . Котёл , предназначен для генерации насыщенного или перегретого пара . Так же давление пара можно преобразовать в механическую работу. Для функционирования котла так же можно использовать энергию топлива , сжигаемого в своей топке , и электрическую энергию ( электрический паровой котёл ). Из котла давление пара поступает в паротурбины, где происходит дальнейшая работа механического двигателя.

2.3. Механизм работы парового двигателя.

Вода при кипении образует пар. В замкнутом пространстве пар образует давление. Давление поступает через трубу в золотниковый цилиндр и начинает движение золотника. Из золотника давление поступает в цилиндр. Поршень внутри цилиндра начинает вращаться. Благодаря поступательному движению поршня и золотника образует вращательное движение вала, который и крутит моховик. Обратный ход образуется за счет инерции вращения колеса.

Глава3. Практическая часть.

3.1Что знают мои сверстники про паровой двигатель.

В ходе моей научной работы я провел опрос среди одноклассников. Им предлагалось ответить, знают ли они какие-либо виды двигателей, и в каких областях они применяются. На этот вопрос смогли ответить лишь 27% опрошенных. Назван был реактивный двигатель и тепловой. Но сфера применения не была указана. Тогда я предложил им ответить на вопрос, знают ли они за счет чего приходит в движение машина, теплоход, паровоз, электровоз, самолет, ракета. У ребят мой вопрос вызвал затруднения. В ответах прозвучали слова «мотор», «двигатель». После опроса я раздал им тест, где им нужно было сопоставить понятия 2-х групп: В 1-ой группе были перечислены разные виды двигателей. Во 2-ой группе сферы их применения. С заданием справились 71% ребят, у 29% тест вызвал затруднения. Отсюда можно сделать вывод: что данная тема для моих сверстников еще не знакома.

3.2 Модель парового двигателя и теллурия.

После изучения всей теоретической части передо мной и моим наставником дедушкой Джемсиком Сергеевичем встало несколько задач:

Выбрать подходящую схему исходя из которой можно моделировать паровой двигатель.

Изучить механизм работы прибора, теллурия демонстрирующего движение Земли вокруг Солнца – теллурия. Конечно, земля крутиться вокруг солнечной системы, как и другие планеты солнечной системы по законам физики. Но наш прибор теллурий будет это демонстрировать с помощью работы парового двигателя.

Подобрать соответствующие материалы для создания модели.

Собрать модель парового двигателя, способного приводить в движение теллурий.

3.3. Этапы создания парового двигателя.

1-ый этап. Анализ чертежей и эскизов моделей парового двигателя и теллурия.

2-ой этап подбор соответствующих материалов.

1.Лист от ДСП. 2.Проволка толщиной 2мм. 3.Отрезки водопроводной тубы. 4.отрезки железной трубы. 5.Отрезки железа. 6.Саморезы. Болты, гайки, шурупы 7.Крепления. 8.Сухой спирт. 9.Краски.

Подбор необходимых инструментов: Паяльник, ножовка, рубанок, нож по металлу, молоток, сверла, наждачная бумага.

3-ий этап. В первую очередь принимаемся за изготовление модели теллурия.

Вот его оставляющие:

Начали работу с каркаса глобуса. Из проволок с помощью паяльника собрали модель глобуса. Вырезали материки из листа оцинкованного металла и припаяли их на соответствующие места. Покрасили.

Далее нам предстояло изготовить шестеренки, которые должны вращать теллурий. Установили под глобусом. Модель Солнца сделали из шара от боулинга. Елочная игрушка стала луной. Движение всей конструкции осуществляется за счет шестеренки, а механическая сила будет поступать от парового двигателя.

4-ый этап. Сборка парового двигателя. Начинаем с создания парового котла. У дедушки были отрезки от железной трубы ⦱50мм. Приварили трубу, закрыли концы. Сверху поставили штуцер для шланга. Из него давление пара будет поступать в цилиндр. Котел наполнили соответствующим количеством воды. Нагревание воды будет происходить с помощью сухого горючего.

На 5-ом этапе мы конструировали остальные детали, парового двигателя это: Гильза, поршень, вал, моховик, золотник, цилиндр, шатун.

Цилиндр:Берем кусочки ПВХ трубы и отмечем нужную длину. Отрезаем нужные размеры и подчищаем края. Далее нам нужно сделать отверстия в цилиндрах. Благодаря им давление из одного цилиндра будет поступать в другой. Соединяем наши цилиндры друг к другу. В одном из цилиндров сверху делаем отверстие. Это нам нужно для подачи давления пара из котла. Концы цилиндра закрываем с помощью пластиковых шайб.

Поршень и золотник делаем из кусков холодной сварки, подгоняем под нужный размер и прикрепляем к гвоздю, формируем поршень, вставляем его в цилиндр размер не подошел, мы подогнали его до нужного чтобы он свободно мог двигаться в цилиндре. Таким же способом был изготовлен и золотник.

Шатун:Отрезаем гвозди необходимой длины и прикручиваем к одному краю гайки к другому краю металлическое кольцо, которое будет соединять шатун с моховиком.

Моховик.Его мы сделали из куска железа, которая до этого использовалась в динамике. Рядом с моховиком установили блок шкивов. Они нужны для снижения оборотов и увеличения силы вращения. От шкивов механическая работа поступит к теллурию с помощью каната.

6-щй этап. Далее нам предстоит отмерить нужное расстояние между деталями на деревянной платформе . Отмечаем нужные точки на опоре. Устанавливаем шатун на коленный вал и устанавливаем в опору моховика. Ставим наши цилиндры на места, которые были отмечены, и закрепляем с помощью самореза. Соединяем наш котел с цилиндром.

7-ой этап. Это самое волнительное. Мы запустили работу котла. Вода начала кипеть в замкнутом пространстве. Давление пара поступило в золотниковый цилиндр. Но нам не удалось получить нужное давление для вращения моховика. Тогда мы с дедушкой немного доработали нашу модель котла. Снова запустили котел вода начала кипеть, от давления пара началась работа золотника, от золотника началась работа поршня. Вращение золотника и поршня привели к работе моховика. Таким образом, мы смогли передать механическую работу моховика к нашему прибору, изображающему движение Земли вокруг солнца.

В начале моей научной работы перед нами стояла сложная задача. Нам не только нужно было создать модель теллурия, но еще и создать паровой двигатель который бы смог продемонстрировать вращение Земли вокруг Солнца. Это было сложно, в некоторых моментах казалась немного невозможным. Но благодаря моему дедушки, его знаниям физики, математики, моей смекалке и талантливым рукам мы смогли собрать весь наш прибор. Я смог узнать, что для работы нужен двигатель. И как работает двигатель, я понял в ходе моей научной работы.

Словарь технических слов.

Теллурий- ( от лат. tellus — «Земля», в родительном падеже — telluris ) — прибор для наглядной демонстрации годового движения Земли вокруг Солнца и суточного вращения Земли вокруг своей оси .

Двигатель – устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Термин мотор заимствован в первой половине XIX века из немецкого языка (нем. Motor — «двигатель», от лат. mōtor — «приводящий в движение») и преимущественно им называют электрические двигатели и двигатели внутреннего сгорания .

Насо́с — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию (в ручных насосах) в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов ] . Разность давлений жидкости на выходе из насоса и присоединённом трубопроводе обусловливает её перемещение.

Поршневой насос- (плунжерный насос) — один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней ( плунжеров ), совершающих возвратно-поступательное движение

То́пка — устройство для сжигания органического топлива с целью получения высоконагретых дымовых газов. Полученная тепловая энергия либо преобразуется в электрическую или механическую энергию, либо используется для технологических и других целей.

Паровая турбина -(перенаправление с Паротурбинный двигатель)

приводит ротор во вращение. Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ). Паровая турбина и электрогенератор составляют турбоагрегат.

Давле́ние — физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы > , действующей на малый элемент поверхности, к его площади.

Генерация электроэнергии-производство электроэнергии (электрического напряжения и тока) посредством преобразования её из других видов энергии с помощью специальных технических устройств.

Для генерации электроэнергии используют:

Электрический генератор — электрическую машину, в которой механическая работа преобразуется в электрическую энергию.

солнечную батарею или фотоэлемент — электронный прибор, который преобразует энергию электромагнитного излучения, в основном светового диапазона, в электрическую энергию.

Химические источники тока — преобразование части химической энергии в электрическую, посредством химической реакции (см. также Топливный элемент, Гальванический элемент).

Радиоизотопные источники электроэнергии;

Реактивный двигатель — двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела .

Ине́рция – (от лат. inertia — бездеятельность , синоним: инертность ) — свойство тела оставаться в некоторых системах отсчёта в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие внешних воздействий, а также препятствовать изменению своей скорости (как по модулю, так и по направлению) при наличии внешних сил .

Шкив- (нидерл. schijf , англ. sheave ) — фрикционное колесос ободом или канавкой по окружности, которое передаёт движение приводному ремню или канату. В отличие от блока, шкив передаёт момент с вала на ремень (либо с ремня на вал); блок же вращается на оси свободно и обеспечивает исключительно изменение направления движения ремня или каната. Система из двух закреплённых на валах шкивов, между которыми находится кольцевой ремень, называется ремённой передачей.

Паровая машина. «https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0»

Принцип действия «https://auto-ru.ru/parovoi-dvigatel.html

«Перышкин А. В. «Физика», учебник для 8 класса средней школы»