如何制作可乐可以打动引擎

经过:埃里克·巴克斯特(Eric Baxter)

您如何将其中的一个变成小型引擎?想了解更多吗?查看这些汽车引擎图片
肖恩·埃利斯/摄影师的选择/盖蒂图像

如果你有几个苏打罐子和其他一些易于找到的配件,您可以重新创建最早的商业可行性之一引擎做过。虽然尺寸很小,但可乐可以在我们的集体机械灵魂上说话,因为它可以在架子上晃动和大块,旋转飞轮,旋转一些风扇刀片,甚至产生了几瓦。

它的简单性引起了不同的时间。以及无论是将苏打水罐头的引擎塑造为概念证明,有趣的模型,一个对话件还是动力学雕塑,都是进入过去的好方法。

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斯特林引擎是罗伯特·斯特林(Robert Stirling)的大脑孩子,他在1816年发明了这一概念。他的发动机背后的想法是使用空气为发动机供电,而不是当时的新兴技术 - 蒸汽。

Stirling的发动机与其他发动机不同的是使用“节能器”,从而增强了燃油经济性。现在被称为再生器。在1816年至1843年之间,斯特林和他的兄弟詹姆斯(James)完善了引擎的设计和效率。到19世纪中叶,他的发动机正在为包括铸造厂在内的主要行业提供动力。但是,他的发动机以及大多数热空气发动机更适合低功率应用。他渴望创造出更安全的替代方案,替代了经常爆炸的蒸汽机,这被更多的权力运营行业而击败了。

关于斯特林引擎,您应该了解的第一件事是零件如何在一起以及它们如何工作。

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建造可乐的供应罐

拿走斯特林的再生器,您将有一个热空气发动机。热空气发动机的工作方式很简单。空气成为称为“工作流体”的东西。热源,在大多数汽水的情况下斯特林引擎,这是一支茶蜡烛,会加热空气,从而膨胀。然后将空气冷却,使其收缩。空气或工作流体的膨胀和收缩是热力学循环。现在,使用此热力学循环移动活塞,您已经有效地允许热力学循环产生有用的机械工作。当您将曲轴连接到活塞上,然后添加飞轮时,您就会拥有发动机的基础知识。

通过构建一个Stirling引擎,您将在家庭酿造工程上学到更多的课程。最重要的是,建造一个很有趣,并为您提供了与大多数人认为垃圾的创造力。看到它的工作使它达到了一个全新的水平。

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听起来很简单吗?是的,但是还有一段时间要去引擎建成。您需要更多的组件,一些材料以及对它们在发动机消失之前如何将它们融合在一起的理解。

这是您需要的:

  • 三(3)个苏打水罐
  • 一(1)个气球
  • 两(2)个乳头
  • 四(4)5A电端子块
  • 钢丝羊毛
  • 塑料瓶中的瓶盖
  • 钢丝
  • 铜线
  • 销钉杆
  • 电线
  • 钓鱼线
  • 三(3)个紧凑型光盘
  • 开罐器
  • 工具刀
  • 超级胶水[来源:scraptopower.com这是给予的

让我们参观您将要构建的组件,看看它们的工作方式,工作方式以及它们如何融合在一起。

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建造可乐的准备工作

简单的茶蜡蜡烛可以为苏打水罐装发动机提供热量。“width=
简单的茶蜡蜡烛可以为苏打水罐装发动机提供热量。
Lisa Romerein/图像库/盖蒂图像

“您必须像制表师一样思考,”长期以来的Stirling Engine Builder,作家和教育家Jim Larsen说。“您必须关注细节。如果您注意细节,那么成功的机会就会更好。”

一个的主要组成部分斯特林引擎相对简单明了。当我们专注于苏打罐发动机时,已经使用从油漆罐到油桶的材料构建了发动机。拉尔森说,在拜访公婆时的感恩节挑战赛期间,他用各种五金店材料(包括锅炉和锅)建造了一个Stirling引擎。

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苏打罐提供现成的,预制的形状,非常适合发动机。它们也很容易使用,当然也很便宜。尽管不足以进行严重使用,但它们将承受大多数发动机计划所产生的微马力。

压力室是将圈养空气或工作流体固定在封闭系统中的容器。在这里,在热力学循环中将空气加热和冷却。虽然空气和压力泄漏可能是许多发动机的祸根,但压力室实际上需要一个小的控制泄漏。如果没有这种泄漏,腔室就会简单地成为气压计,仅对周围空气的气压变化反应。

拉尔森说,许多斯特林建筑商选择将压力室中的工作流体从空气变为氦气,在热力学循环中反应更好。

驱动机制使用压力室内空气的膨胀和收缩来驱动曲轴。驱动机构可以连接到发动机的侧面,也可以集成到发动机的结构中。

对于拉森(Larsen)曲轴是发动机中最关键的部分,并且会影响整体的每个部分,从时间到流离失所,到飞轮的速度以及整体平衡。拉尔森说:“这是您想花时间做正确的一部分。”

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组装可乐罐头

飞轮不仅仅是指示发动机正在工作。它是一种能源存储设备。均衡的飞轮采用了在电源中产生的能量发动机并存储它。当需要能量以将置换器推向飞轮时,可以提供其储存的能量来克服摩擦和其他力。如果没有良好的飞轮,置换剂将简单地升到腔室的顶部并呆在那里。

拉尔森说,拥有均衡的飞轮是效率的关键。如果车轮不平衡,则发动机必须更加努力地移动它。他说:“您不希望引擎做更多的工作。”

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置换器在热空气发动机中,可以在压力室内取代空气。请记住,如果没有热力学循环,发动机就无法加热和冷却,从而导致膨胀和收缩。如果压力室被简单地加热,没有任何内部的空气来取代空气,则内部的空气会加热并扩大,但永远不会收缩。

在底部的热源时,热空气发动机还在顶部(通常是冰或冷水)冷却空气。随着空气的加热,它会膨胀,将置换剂移动到压力室的顶部附近。在腔室的顶部冷却,收缩并将置换器移动。这一切都是借助驱动机构,曲轴和飞轮发生的。

置换剂最常见的是滚动的一块钢丝绒一条轻线穿过中心。还记得拉尔森(Larsen)谈到需要像制表商一样思考的时候吗?这是其中之一。置换器需要能够在压力室内自由滑动,同时填充大部分。它需要允许空气自由流,同时限制一些流动。这个想法是最大程度地减少摩擦并最大程度地提高有效性。该主题在整个发动机的构造过程中是一个常数。

加热盒只是发动机坐在的支架。热源放置在发动机下方。

这似乎没有很多回报。但是,当您完成引擎,对其进行故障排除时,会有一种切实的感觉,并看到它自己吹了。对于拉尔森(Larsen)来说,他的迷恋始于五年多前,而你的着迷可能从现在开始几天开始。

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更多信息

来源

  • 布朗,克星。“热空气发动机的工作原理。”热空气发动机。(2012年2月29日)http://www.hotairengines.com/workingdescription/work.htm
  • Make Magazine的编辑;“最好的。”O'Reilly Media,Inc。,2007年。PGS。306-317。
  • 拉尔森,吉姆。stirlingbuilder.com。(2012年2月29日)http://www.stirlingbuilder.com/
  • 拉尔森,吉姆。个人面试。2012年3月2日
  • 拉尔森,吉姆。“您可以制造的11种Stirling Engine产品。”自行出版,2012年1月。(2012年2月29日)
  • 拉尔森,吉姆。“快速简便的斯特林引擎。”自行出版。2011年9月。(2012年2月29日)
  • 很好,卡里姆。“斯特林引擎的工作原理。”How兴发首页xStuffWorks.com。2001年5月4日。(2012年2月29日)https://www.howstuffwo兴发首页xrks.com/stirling-engine.htm
  • Purvis,本。“ Dean Kamen开发了生态混合动力,将在任何燃烧的东西上运行。”gizmag.com,2009年6月28日。(2012年3月1日)http://www.gizmag.com/dean-kamen-segway-hybrid-scooter/12096/

特色

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