Uttrykket "dampmaskin" minner ofte om dampmotoren til et Stanley Steamer -lokomotiv eller en bil, men disse maskinene har mange flere bruksområder enn bare transport. Dampmaskinen, som først ble oppfunnet i sin mest grunnleggende form for rundt to årtusener siden, har blitt den viktigste kraftkilden de siste tre århundrene, med dampturbiner som for tiden produserer 80% av verdens elektriske energi eller mer. For å forstå mer om de fysiske kreftene som arbeider i en dampmaskin, kan du bygge din egen dampmaskin med materialer du har hjemme ved å bruke en av metodene i denne artikkelen! Se trinn 1 nedenfor for å komme i gang.
Steg
Metode 1 av 2: Lag en dampmaskin av en brusboks (for barn)
Trinn 1. Skjær aluminiumsboksen ca. 6,35 cm
Bruk blysaks eller stor saks til å lage pene horisontale kutt omtrent 1/3 av boksen fra bunnen.
Trinn 2. Brett og trykk på omkretsen av stykket med en tang
Brett omkretsen av formen som er kuttet litt innover slik at kantene ikke blir skarpe. Vær forsiktig så du ikke skader deg selv mens du gjør dette.
Trinn 3. Skyv bunnen av boksen fra innsiden for å flate den ut
De fleste brusbokser har en sirkulær base som buer inn i det indre av boksen. Skyv ut krumningen på bunnen av boksen ved å flat den ut med fingeren eller ved å bruke bunnen av et lite glass eller en krukke for å glatte den ut.
Trinn 4. Lag to hull i motsatte retninger i boksen i en avstand på 1,3 cm fra toppen
Du kan bruke et hull for å gjøre dette, eller du kan slå hull med en spiker og hammer. Du trenger en hulldiameter større enn 3,2 mm.
Trinn 5. Plasser telyslyset i midten av boksen
Klem folien og legg den under og rundt lyset for å holde voksen på plass. Telys har små tinnbeholdere, slik at voksen ikke smelter og søler over aluminiumsboksen.
Trinn 6. Rull midten av kobberslangen 15, 3-20, 3 cm lang i en blyant to til tre ganger for å lage en spole
1/8-tommers slangen ruller lett rundt blyanten. Du må skaffe nok spiralslange til å gli gjennom de to hullene i toppen av boksen, pluss omtrent 5,1 cm rett slange på hver side.
Trinn 7. Før begge ender av slangen gjennom hullene i boksen
Ordne slik at spolen er på stearinlyset. Sørg for at lengden på den rette slangen som kommer ut på hver side av boksen er den samme.
Trinn 8. Bøy begge ender av slangen med en tang for å få en vinkel på 90 grader
Bøy den rette delen av slangen slik at den går i motsatte retninger på hver side av boksen. Bøy den deretter igjen slik at de berører bunnen av boksen. I så fall skal spiraldelen av slangen være midt på lyset og slangene på begge sider av boksen vendt nedover.
Trinn 9. Legg boksen i et basseng med vann med begge ender av slangen nedsenket i vannet
"Skipet" ditt skal flyte komfortabelt. Hvis enden av slangen ikke berører vannet, legg til litt vekt slik at boksen blir lavere under vannet, men vær forsiktig så du ikke synker den.
Trinn 10. Fyll slangen med vann
Den enkleste måten å gjøre dette på er å plassere den ene enden av slangen i vannet og suge den andre enden slik at vannet renner gjennom slangen. En annen måte er å holde nede ett slangehull med fingeren, og sette vann fra kranen til den åpne enden.
Trinn 11. Tenn lyset
Over tid vil vannet i slangen varme opp og begynne å koke. Når vannet blir damp, blir de to åpne ender av slangen som en "jetmotor", noe som får boksen til å virvle rundt i bassenget.
Metode 2 av 2: Lag en dampmaskin av en malingsboks (for voksne)
Trinn 1. Lag et rektangulært hull nær bunnen av gallonmalingskannen
Merk et 1 x 5 cm rektangel horisontalt på siden av boksen nær bunnen.
Vær oppmerksom på at for disse malingsboksene (og alle bokser som brukes), må du sørge for at bare malingsbokser noen gang har holdt latexmaling, og må vaskes grundig med såpe og vann før bruk
Trinn 2. Skjær aluminiumsnettet 12 x 24 cm
Bøy 6 cm av nettet på begge sider av seksjonen 24 cm for å danne en 90. vinkelo. Dette vil skape en 12 x 12 cm firkantet "plattform" med 6 cm "ben". Plasser dette nettet i malingsboksen, og plasser "bena" vendt ned, parallelt med kantene på hullet du laget.
Trinn 3. Lag ventilasjonshull i halvcirkelen på lokket
Senere vil du brenne trekullet i denne boksen for å drive dampmaskinen din. Hvis kullet ikke har en stabil oksygentilførsel, vil det ikke brenne skikkelig. Lag ventilasjonshull ved å slå hull rundt lokket med halvrunde sirkulære hull.
Disse ventilasjonshullene skal være ca 1 cm i diameter
Trinn 4. Lag en spole med kobberslange. Ta en myk kobberslange på 0,6 cm i diameter, 6 meter lang og mål 30 cm fra enden
Fra dette punktet ruller du slangen til fem spoler med en diameter på 12 cm. Rull de resterende til 15 spoler på 8 cm i diameter. Du har omtrent 20 cm igjen.
Trinn 5. Før begge ender av slangen gjennom ventilasjonshullene i beholderdekselet
Bøy de to endene av slangen, slik at de begge vender opp, og sett hver ende av slangen inn i ventilasjonshullet på lokket til boksen til enden spretter ut. Hvis slangen ikke er lang nok, må du kanskje fjerne en av spolene.
Trinn 6. Ha ruller og trekull i boksen
Legg rullen på garnmatten. Fyll rommet rundt og inne i rundstykket med kullbriketter. Lukk boksen tett.
Trinn 7. Bor et slangehull i den mindre malingsboksen
I midten av lokket på en kvart gallon boks, bor et hull 1 cm i diameter. På sidene av boksen, bor ytterligere to hull på 1 cm i diameter - ett nær bunnen og ett øverst nær lokket.
Trinn 8. Sett inn korkplastslangen i siden av den lille boksen
Bruk enden av kobberslangen til å lage et hull i midten av de to korkene. Sett en 25 cm lang, hard plastslange inn i en av korkene og 10 cm i den andre slik at den sitter godt og strekker seg litt fra den andre enden av korken. Sett korken med den lengre slangen inn i det nederste hullet på den lille boksen, og korken med den kortere slangen i det øverste hullet. Stram til slangene på begge korkene med slangeklemmer.
Trinn 9. Koble den store fortinnede kobberslangen til den lille tinnede plastslangen
Plasser den lille boksen på toppen av den store boksen med korkslangen i motsatt retning av ventilasjonsåpningen på halvdelen av det store bokslokket. Bruk aluminiumstape for å feste den nedre enden av plastslangen til kobberslangen som strekker seg fra ventilen til den store tinnen. Fest deretter korkplastslangen øverst på den lille boksen til kobberslangen som strekker seg fra den store boksen på samme måte.
Trinn 10. Sett kobberrøret inn i en koblingsboks
Bruk en hammer og skrutrekker til å slå hull i midten av den elektriske koblingsboksen i metall. Ta strømledningsklemmen som er i koblingsboksen. Sett 15 cm kobberrør 1,3 cm i diameter gjennom kabelklemmen som ble tatt, stram kabelklemmen som ble ført til kobberrøret utenfor koblingsboksen slik at røret sitter fast noen centimeter over koblingsboksen. Slå i hulrommet i enden av røret med en hammer ned for å begrense hullet. Før enden av røret med det smale hulrommet gjennom lokket på den lille boksen.
Trinn 11. Sett grillspydet inn i trepinnen
Ta et standard grillspyd og sett det inn i en hul trestang 1,5 cm lang og 0,95 cm i diameter. Plasser stangen og grillspydet i kobberrøret i koblingsboksen slik at grillspydet vender opp.
Grillpinner og plugger vil bli "stempler" når motoren går. For å gjøre stempelbevegelsen lett å se, må du kanskje sette et "flagg" av papir på et grillspyd
Trinn 12. Gjør maskinen klar til bruk
Fjern først stempelkoblingsboksen fra toppen av den lille boksen og fyll den lille boksen med vann, slik at den kan strømme mot kobberspiralene til vannet fyller 2/3 av den lille boksen. Kontroller alle kontakter for lekkasjer og kontroller at alle tilkoblinger er tette. Fest lokkene til de to boksene med en hammer. Sett koblingsboksen tilbake til punktet på den lille tinnposen.
Trinn 13. Kjør motoren
Krøll opp gamle avisruller og legg dem i aluminiumsdekket plass på bunnen av maskinen. Når kullet brenner, la brikettene brenne i ca 20-30 minutter. Så lenge vannet i rullen blir oppvarmet, vil dampen slippe ut i toppboksen. Når denne dampen når tilstrekkelig trykk, vil den skyve pluggen og grillspydet opp. Etter at trykket slippes, vil stemplet gå tilbake til bunnen på grunn av tyngdekraften. Reduser lengden på grillspyd så mye som nødvendig for å redusere vekten på stempelet - jo lettere det er, jo oftere “stiger” stempelet. Prøv å redusere lengden på grillspydet til det punktet hvor stemplet "beveger seg" i et jevnt tempo.
Du kan fremskynde forbrenningsprosessen ved å bruke en hårføner som du peker gjennom ventilen
Trinn 14. Vær forsiktig
Det sier seg selv at en selvlaget dampmaskin krever forsiktig håndtering og drift. Aldri kjør en dampmaskin innendørs. Ikke plasser den i nærheten av brennbare materialer, for eksempel tørre blader eller hengende blader. Bruk kun på harde, ikke-brennbare overflater som betong. Hvis du jobber med barn, må du sørge for at en voksen hele tiden ser på dem. Ikke la barn eller ungdom nærme seg motoren mens kullet brenner. Hvis du ikke er sikker på hvor varm motoren er, må du bare anta at den er for varm til å berøre.
Sørg også for at damp kan slippe ut gjennom den øverste "kjelen". Hvis stemplet sitter fast av en eller annen grunn, kan det bygge seg opp trykk i den lille boksen. I verste fall kan dampmaskinen eksplodere og bli veldig farlig.
Tips
Plasser brusdampmaskinen i en plastbeholder, med begge slangene vendt bakover og ned i vannet for å lage et dampdrevet leketøy. Du kan lage en enkel båtform av en brusflaske av plast eller en såpevannflaske for et "miljøvennlig" prosjekt
Advarsel
- Du må vedlikeholde maskinen når den ikke er i bruk. Ikke pek tuppen av slangen mot noen da varm damp eller vann kan forårsake en brennende følelse.
- Ikke koble til kobberslangen på annen måte enn å senke endene i vann. Selv om det er sjeldent, kan overdreven trykk føre til at slangen brister og forårsake skade.
- Sørg for å bruke tang, tang eller ovnsvotter for å holde maskinen mens den er i bruk.
- Ikke prøv å bygge en mer komplisert dampmaskin med en kjele med mindre du forstår hvordan den fungerer. En kjeleeksplosjon, uansett hvor liten den er, kan forårsake skade.
