デザイン 蒸気エンジンってどうやって作るの? 自分の手で蒸気エンジンを作る方法 蒸気エンジンの図を作成する方法。

蒸気エンジンってどうやって作るの? 自分の手で蒸気エンジンを作る方法 蒸気エンジンの図を作成する方法。

船舶模型は蒸気水ジェット エンジンによって推進されます。 このエンジンを搭載した船は進歩的な発見ではありませんが (そのシステムは 125 年前に英国人のパーキンスによって特許を取得しました)、それ以外の点では単純なジェット エンジンの動作を明確に示しています。

米。 1 蒸気機関を搭載した船。 1 - 蒸気水エンジン、2 - 雲母またはアスベスト製のプレート。 3 - 火室。 4 - 直径0.5 mmのノズル出口。

ボートの代わりに車の模型を使用することも可能です。 防火性能が優れているため、ボートが選ばれました。 実験は、お風呂や洗面器など、水の入った容器を手元に置いて実行します。

胴体は木製(例えば松)またはプラスチック(発泡スチロール)で作ることができ、玩具のポリエチレンボートの既製の胴体を使用します。 エンジンは小さなブリキ缶で、その体積の 1/4 が水で満たされます。

船上、エンジンの下に火室を配置する必要があります。 加熱された水は蒸気に変換され、膨張してモーターハウジングの壁を押して外に出ることが知られています。 高速、ノズル穴からの推力が発生し、移動に必要な推力が得られます。 エンジンの後壁に 0.5 mm 以下の穴を開ける必要があります。 穴が大きいとモーターの稼働時間が非常に短くなり、排気速度も遅くなります。

ノズル開口部の最適な直径は実験的に決定できます。 モデルの最速の動きに対応します。 この場合、推力は最大となります。 ジュラルミンや鉄の蓋を火室として使用可能 缶詰(たとえば、軟膏、クリーム、靴ペーストの瓶から)。

タブレット中の「乾燥アルコール」を燃料として使用しております。

船を火災から守るために、甲板にアスベストの層(1.5〜2 mm)を貼り付けます。 ボートの船体が木製の場合は、徹底的にやすりで磨き、ニトロワニスを数回塗ります。 滑らかな表面は水中での抵抗を軽減し、ボートは確実に浮きます。 ボートモデルはできるだけ軽量である必要があります。 デザインと寸法は図に示されています。

タンクに水を満たした後、火室の蓋に置かれたアルコールに点火します(これはボートが水面にあるときに行う必要があります)。 数十秒後、タンク内の水が音を立ててノズルから細い蒸気が出始めます。 これで、ボートが円を描くようにハンドルを設定できるようになり、数分 (2 分から 4 分) 以内に、単純なジェット エンジンの動作を観察できるようになります。

その歴史を通じて、蒸気エンジンには金属を使用したさまざまなバリエーションがありました。 これらの具体化の 1 つは、機械エンジニア N.N. の蒸気ロータリー エンジンでした。 トヴェルスコイ。 この蒸気ロータリーエンジン(蒸気機関)は、 さまざまな分野設備と輸送。 19 世紀のロシアの技術的伝統では、このようなロータリー エンジンはロータリー マシンと呼ばれていました。

このエンジンは耐久性、効率、高トルクが特徴でした。 しかし、蒸気タービンの出現により、それは忘れ去られました。 以下は、このサイトの作成者によって収集されたアーカイブ資料です。 資料は非常に膨大なので、ここでは一部のみを紹介します。

N.N. トヴェルスコイ製蒸気ロータリーエンジン

テストスクロール 圧縮空気(3.5気圧)蒸気ロータリーエンジン。
このモデルは、28 ~ 30 気圧の蒸気圧で 1500 rpm で 10 kW の出力を発揮するように設計されています。

19 世紀末、蒸気エンジン「N. トヴェルスコイのロータリー エンジン」はピストンのせいで忘れ去られました。 蒸気機関(当時の産業にとって) 生産はよりシンプルで技術的に進歩したものであることが判明しました。 蒸気タービンさらなる力を与えた。
しかし、蒸気タービンに関する指摘は、その重量と全体の寸法が大きいという点においてのみ当てはまります。 実際、1.5 ~ 2,000 kW 以上の出力を持つ多気筒蒸気タービンは、タービンのコストが高いにもかかわらず、あらゆる点で蒸気ロータリー エンジンよりも優れています。 そして 20 世紀初頭、船舶の発電所や発電所の動力装置が数万キロワットの出力を発揮し始めたとき、そのような能力を提供できるのはタービンだけでした。

しかし、蒸気タービンには別の欠点があります。 質量寸法パラメータを小さくすると、蒸気タービンの性能特性が急激に低下します。 比出力が大幅に低下し、効率が低下しますが、高い製造コストと主軸の高速性 (ギアボックスの必要性) は残ります。 そのため、1.5千kW(1.5MW)未満の出力の領域では、たとえ多額の費用をかけても、あらゆる点で効率的な蒸気タービンを見つけることはほとんど不可能です...

だからこそ、エキゾチックであまり知られていないデザインの「花束」全体がこの出力範囲に登場しました。 しかし、ほとんどの場合、それらは高価で非効果的です...スクリュー タービン、テスラ タービン、軸流タービンなど。
しかし、何らかの理由で誰もが蒸気の「回転機械」、つまり回転蒸気エンジンのことを忘れていました。 一方、これらの蒸気エンジンは、ブレードやスクリュー機構に比べて何倍も安価です(私は、すでに自費でそのような機械を十数台作った人間として、この件についての知識を持ってこれを言います)。 同時に、N. トヴェルスコイの蒸気「ロータリー ロータリー マシン」は、極低速から強力なトルクを発揮し、フルスピードでの主軸の平均回転速度は 1000 ~ 3000 rpm です。 それらの。 このような機械は、発電機であろうと蒸気自動車 (トラック、トラクター、トラクター) であろうと、ギアボックスやクラッチなどを必要とせず、そのシャフトが発電機や蒸気自動車の車輪などに直接接続されます。 。
つまり、蒸気ロータリーエンジン、つまり「N.トヴェルスコイロータリーマシン」システムの形で、遠隔地の林業やタイガの村の野営地で固体燃料ボイラーを使って完全に発電できる万能蒸気エンジンができました。 、または田舎の集落のボイラー室で発電したり、レンガ工場やセメント工場、鋳物工場などでプロセス熱廃棄物(熱風)を「回転」させたりします。
このような熱源の出力はすべて 1 mW 未満であるため、ここでは従来のタービンはほとんど役に立ちません。 生じた圧力を仕事に変換して熱を回収するその他の機械 ペア - 共通 技術的な練習まだわかりません。 したがって、この熱はいかなる形でも利用されず、ただ愚かに、そして回復不能に失われるだけです。
私はすでに 3.5 ~ 5 kW (蒸気の圧力に応じて) の発電機を駆動する「蒸気回転機械」を作成しました。すべてが計画通りに進めば、間もなく 25 kW と 40 kW の両方の機械が登場するでしょう。 固体燃料ボイラーや廃プロセス熱から地方の小規模な団地に安価な電力を供給するために必要なものは、まさに 農業、フィールドキャンプなど。
原則として、ロータリー エンジンは大幅に拡張できるため、1 つのシャフトに多くのローター セクションを配置することで、標準のローター モジュールの数を増やすだけで、このような機械の出力を繰り返し増加させることが簡単です。 つまり、80-160-240-320 kW 以上の出力を持つ蒸気回転機械を作成することはかなり可能です...

しかし、中型および比較的大規模な蒸気発電所に加えて、小型の蒸気ロータリーエンジンを備えた蒸気発電回路は小規模な発電所でも需要があるでしょう。
例えば、私の発明の一つに「地元の固形燃料を使ったキャンプ・観光用発電機」があります。
以下は、そのようなデバイスの簡略化されたプロトタイプがテストされているビデオです。
でも小さい 蒸気機関彼はすでに元気よく精力的に発電機を回し、木材やその他の牧草燃料を使って電気を生み出しています。

コマーシャルと 技術的応用蒸気ロータリーエンジン(回転蒸気エンジン)は、安価な固形燃料と可燃性廃棄物を使用して安価な電力を生成します。 それらの。 小規模エネルギー - 蒸気ロータリー エンジンを使用した分散型発電。 ロシア北部かシベリアのどこかで、ロータリー蒸気エンジンが製材所の操業にどのように完璧に適合するかを想像してみてください ( 極東)中央の電源がない場合、電気は遠くから輸入されたディーゼル燃料を燃料とするディーゼル発電機によって高価で供給されます。 しかし、製材所自体は 1 日に少なくとも 0.5 トンのおがくずチップを生産しており、置き場所のないスラブです...

このような木材廃棄物はボイラー炉に直接送られ、ボイラーは蒸気を生成します。 高圧、蒸気は回転蒸気エンジンに動力を供給し、発電機を回転させます。

同様に、農作物廃棄物なども何百万トンでも無制限に燃やすことが可能です。 そして、安い泥炭、安い一般炭などもあります。 サイトの著者は、短期間に発電するための燃料費を計算しました。 蒸気発電所出力500kWの蒸気ロータリーエンジンを搭載した(蒸気エンジン)は0.8から1になります。

1キロワットあたり2ルーブル。

もっと 興味深いオプション蒸気ロータリーエンジンの応用は、このような蒸気エンジンを蒸気自動車に搭載することです。 トラックは蒸気動力の車両で、強力なトルクと安価な燃料を使用しています。 固形燃料- 非常に必要な蒸気エンジン 農業そして林業でも。

使用するとき 現代のテクノロジー熱力学的サイクルにおける「有機ランキンサイクル」の使用と同様に、安価な固体燃料(または「炉燃料」などの安価な液体燃料)を使用して実効効率を 26 ~ 28% に高めることが可能になります。使用済みエンジンオイル)。 それらの。 トラック - 蒸気エンジンを備えたトラクター

蒸気エンジンを搭載したトラック NAMI-012。 ソ連、1954 年

約 100 kW の出力を持つロータリー蒸気エンジンは、100 km あたり約 25 ~ 28 kg の一般炭 (1 kg あたり 5 ~ 6 ルーブルのコスト) または約 40 ~ 45 kg のおがくずチップ (その価格は ) を消費します。北は無料です)...

他にも興味深いものがたくさんありますし、 有望な分野ロータリー蒸気エンジンの応用例をいくつか紹介しますが、このページのサイズでは、そのすべてを詳細に検討することはできません。 その結果、蒸気機関は現代技術の多くの分野や国家経済の多くの部門において依然として非常に重要な位置を占めることができます。

蒸気エンジンを搭載した蒸気発電機の実験モデルを発売

2018年5月 長い実験と試作を経て、小型の高圧ボイラーが完成しました。 ボイラーは80気圧まで加圧されているため、 作動圧力 40〜60気圧で問題なく使用できます。 私の設計した蒸気アキシャルピストンエンジンの試作モデルを稼働させました。 素晴らしい作品です - ビデオをご覧ください。 木材に点火してから 12 ~ 14 分で高圧蒸気が発生する準備が整います。

現在、高圧ボイラー、蒸気エンジン(ロータリーまたはアキシャルピストン)、復水器などのユニットの部品生産の準備を始めています。 この設備は、水、蒸気、凝縮水が循環する閉回路で動作します。

ロシア領土の60%には中央電源がなく、ディーゼル発電に依存しているため、このような発電機の需要は非常に高い。

そして、ディーゼル燃料の価格は常に上昇しており、すでに1リットルあたり41〜42ルーブルに達しています。 そして、電力があるところでさえ、エネルギー会社は料金を値上げし続けており、新しい容量を接続するために多額の資金を要求しています。

現代の蒸気エンジン

現代世界では、多くの発明家が輸送用車両に蒸気プラントを使用するという考えに再び立ち返ることを余儀なくされています。 機械には、蒸気で動作する電源ユニット用のいくつかのオプションを使用する機能があります。

  1. ピストンモーター
  2. 動作原理
  3. 蒸気機関車の運行規則
  4. 機械の利点

ピストンモーター

最新の蒸気エンジンはいくつかのグループに分類できます。


構造的には、インストールには次のものが含まれます。

  • 始動装置。
  • 2気筒パワーユニット。
  • コイルを備えた特別な容器内の蒸気発生器。

動作原理

プロセスは次のように進みます。

イグニッションをオンにすると、3 つのエンジンのバッテリーから電力が流れ始めます。 最初からブロワーが作動し、ラジエーターに空気塊を送り込み、空気チャネルを通ってバーナー付きの混合装置に空気を送ります。

同時に、次の電気モーターが燃料移送ポンプを作動させ、凝縮水をタンクから発熱体の蛇行装置を通って水分離器の本体とエコノマイザー内のヒーターに供給します。 蒸気発生器.
始動前は、ロッカー機構によって制御されるスロットルバルブまたはスプールによって蒸気の経路がブロックされているため、蒸気がシリンダーに到達する方法はありません。 ハンドルを移動に必要な方向に回し、バルブをわずかに開くことにより、整備士は蒸気機構を作動させます。
排気蒸気は単一のコレクターを通って分配バルブに流れ、そこで一対の不均等な分配に分割されます。 小さい部分は混合バーナーのノズルに入り、空気塊と混合し、キャンドルによって点火されます。

結果として生じる炎が容器を加熱し始めます。 この後、燃焼生成物は水分離器を通過し、水分は凝縮して特別な水タンクに流れ込みます。 残ったガスは外へ抜けていきます。


蒸気の 2 番目の部分は体積が大きく、分配弁を通ってタービンに入り、発電機のローター装置を駆動します。

蒸気機関車の運行規則

スチームユニットを直接接続できます。 駆動装置車のトランスミッションが作動し、それが作動すると車は動き始めます。 しかし、効率を高めるために、専門家はクラッチ機構を使用することを推奨しています。 牽引作業や各種点検作業に便利です。


移動中、整備士は状況を考慮して、蒸気ピストンの力を操作して速度を変更できます。 これは、バルブで蒸気を絞るか、ロッカー装置で蒸気供給を変更することによって行うことができます。 実際には、アクションがアクセルペダルでの作業に似ているため、最初のオプションを使用することをお勧めしますが、より経済的な方法はロッカーメカニズムを使用することです。

短い停車の場合、ドライバーは速度を落とし、ロッカーを使用してユニットの動作を停止します。 長期駐車の場合、ブロワーと燃料ポンプの電源を切る電気回路がオフになります。

機械の利点

このデバイスは、実質的に制限なしで動作できること、過負荷が発生する可能性があること、および幅広い電力調整ができることによって区別されます。 停止中は蒸気エンジンが停止することを付け加えておきますが、これはモーターについては言えません。

この設計では、ギアボックス、スターター装置、空気浄化フィルター、キャブレター、ターボチャージャーを取り付ける必要がありません。 さらに、点火システムは簡素化されており、点火プラグは 1 本のみです。

結論として、燃料が安価であり、製造に使用される材料も最も安価であるため、そのような自動車の製造とその運転は内燃機関を搭載した自動車よりも安価になると付け加えることもできます。

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1800 年代初頭から 1950 年代まで、ほとんどの蒸気機関車に蒸気エンジンが設置され、動力を供給されました。

設計や寸法が変わったにもかかわらず、これらのエンジンの動作原理は常に変わっていないことに注意してください。

アニメーションイラストは蒸気エンジンの動作原理を示しています。


エンジンに供給する蒸気の発生には、木材と石炭を併用したボイラーや液体燃料が使用されていました。

最初の措置

ボイラーからの蒸気が入ります 蒸気室そこから蒸気ゲートバルブ(青色で表示)を通ってシリンダーの上部(前部)に入ります。 蒸気によって生成された圧力がピストンを下死点まで押し下げます。 ピストンが上死点から下死点まで移動すると、ホイールは半回転します。

リリース

下死点へのピストン移動の最後に 蒸気弁が移動し、バルブの下にある出口ポートから残りの蒸気を放出します。 残った蒸気が抜けて蒸気エンジン特有の音が発生します。

2 番目の小節

同時にバルブを動かして残留蒸気を排出すると、シリンダー下部(後部)の蒸気入口が開きます。 シリンダー内の蒸気によって生成された圧力により、ピストンが TDC に向かって移動します。 このとき、ホイールはさらに半回転します。

リリース

TDC へのピストンの移動の終わりに、残りの蒸気が同じ排気窓から放出されます。

このサイクルが再び繰り返されます。

蒸気エンジンにはいわゆる バルブが膨張行程から排気行程に移行するときの各行程の終わりにある死点。 このため、各蒸気エンジンには 2 つのシリンダーがあり、どの位置からでもエンジンを始動できます。

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ファイル 簡単な説明 サイズ
G.S.ジリツキー。 蒸気機関。 モスクワ:ゴセネルゴイズダット、1951年。
この本では、蒸気エンジンの理想的なプロセス、蒸気エンジンの実際のプロセス、指標図を使用した機械の作業プロセスの研究、複数の膨張機、スプール蒸気分配、バルブ蒸気分配、貫流機の蒸気分配、逆転機構、蒸気機関の力学など。
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A.A.ラジヒ ジェームズ・ワットと蒸気機関の発明。 ペトログラード: 科学化学および技術出版社、1924 年。
18 世紀末にワットによって製造された蒸気エンジンの改良は、技術史上最大の出来事の 1 つです。 これは、18 世紀後半にイギリスで行われた多くの重要な発明における最後の決定的なつながりであり、イギリス本国とその後の両方における大資本主義産業の急速かつ完全な発展につながったため、経済的影響は計り知れません。他のヨーロッパ諸国でも。
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M.レスニコフ。 ジェームズ・ワット。 モスクワ: 出版社「Journal Association」、1935 年。
この版では、英国の発明家で万能熱機関の作成者であるジェームズ ワット (1736-1819) についての伝記小説を紹介します。 複動シリンダを備えた蒸気エンジンを発明 (1774 ~ 1784 年) し、遠心レギュレータ、シリンダ ロッドからパラレログラムを備えたバランサまでの伝動装置などを使用しました。ワットの機械は機械への移行に大きな役割を果たしました。生産。
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A.S.ヤストシェムスキー。 技術的熱力学。 モスクワ - レニングラード: 国家エネルギー出版社、1933 年。
一般的な理論原理は、熱力学の 2 つの基本法則に基づいて説明されています。 技術的な熱力学は蒸気ボイラーと熱エンジンの研究の基礎を提供するため、このコースでは、蒸気エンジンと内燃機関において熱エネルギーが機械エネルギーに変換されるプロセスを可能な限り完全に研究します。
後半では、蒸気エンジンの理想的なサイクル、蒸気の崩壊と穴からの蒸気の流出を研究するときに、その値が注目されます。 i-S線図水蒸気を使用すると、ガスの流れと内燃機関のサイクルの熱力学の表現に特に注意が払われます。
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ボイラーシステムの設置。 科学編集者工学部 ユウ・M・リヴキン モスクワ:ゴスストロイイズダット、1961年。
この本は、低および中出力のボイラー設備を設置し、金属加工の技術に精通した整備士のスキルを向上させることを目的としています。
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E.Ya. 地域暖房と 暖房ネットワーク 。 モスクワ - レニングラード: 国家エネルギー出版社、1963 年。
この本は、地域暖房のエネルギーの基礎を概説し、熱供給システムについて説明し、暖房ネットワークを計算するための理論と方法論を示し、熱供給を調整する方法を論じ、熱処理プラント、暖房ネットワーク、加入者の入力のための機器の設計と計算方法を提供します。技術的および経済的計算の方法論と暖房ネットワークの運用の組織化に関する基本的な情報を提供します。
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A.I.アブラモフ、A.V.イワノフ=スモレンスキー。 水素発生装置の計算と設計
現代では 電気システム電気エネルギーは主に熱から生成されます 発電所タービン発電機の助けを借りて、水力発電所では水素発電機の助けを借りて。

したがって、水素発電機とタービン発電機が占めます。 主要な場所大学の電気機械および電力工学専門分野のコースワークおよび卒業証書設計の主題において。 このマニュアルでは、水素発生装置の設計について説明し、そのサイズの選択を正当化し、計算式の簡単な説明とともに電磁計算、熱計算、換気計算、および機械計算の方法論を概説します。 材料の研究を容易にするために、水素化装置の計算例を示します。 このマニュアルを編纂する際、著者らは水素発生装置の製造技術、設計、計算に関する現代文献を使用しました。その要約リストは巻末に掲載されています。

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この本では現代の標準的な発電所について説明しています。 さまざまな目的のために内燃機関を搭載。 パラメータの選択と、燃料準備、燃料供給および冷却システム、オイルおよび空気始動システム、およびガス空気ダクトの要素の計算に関する推奨事項が示されています。

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M.I.カムスキー。 スチームヒーロー。 V.V.スパスキーによる図面。 モスクワ:第7印刷所「モスペハト」、1922年。
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A.S.アブラモフとB.I. 燃料、炉、ボイラーシステム。 モスクワ:RSFSR公共サービス省出版社、1953年。
この本では、燃料の基本特性とその燃焼プロセスについて説明します。 ボイラー設備の熱バランスを決定する方法が示されています。

与えられる さまざまなデザイン燃焼装置。 熱水と蒸気、水管から火管、煙管までのさまざまなボイラーの設計が説明されています。 ボイラー、その配管、継手、計装の設置と操作に関する情報が提供されます。 この本では、燃料供給、ガス供給、燃料貯蔵所、灰除去、駅での水の化学処理、補助装置 (ポンプ、ファン、パイプラインなど) の問題についても説明されています。 レイアウト ソリューションと熱供給の計算コストに関する情報が提供されます。

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V.ドンブロフスキー、A.シュムリャン。 プロメテウスの勝利。 電気にまつわるお話。 レニングラード:出版社「児童文学」、1966年。
この本は電気についての本です。
この本には、電気理論の完全な説明や、電気の考えられるすべての用途の説明が含まれているわけではありません。 このような本を 10 冊では十分ではありません。
人々が電気を習得すると、肉体労働を容易にし、機械化する前例のない機会が開かれました。
この本では、これを可能にした機械と、動力としての電気の使用について説明します。
しかし、電気は人間の手の力だけでなく精神の力も増し、肉体労働だけでなく頭脳労働も機械化することを可能にします。 また、これをどのように実現できるかについても話し合おうとしました。
この本が若い読者に、最初の発見から技術がたどってきた偉大な道程を少しでも想像してもらう一助になれば幸いです。 今日、そして明日が目の前に広がる地平線の広さを見て、私たちは自分たちの任務が完了したと考えることができます。
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V.N.ボゴスロフスキー、V.P.シチェグロフ。 暖房と換気。 モスクワ: 建設文学出版社、1970 年。
この教科書は建設系大学「上下水道」学部の学生を対象としています。 これは、ソ連の高等中等特殊教育省によって承認された「暖房と換気」コースのプログラムに従って書かれました。 教科書の目的は、暖房および換気システムの設計、計算、設置、テスト、操作に関する基本的な情報を学生に提供することです。 参考資料は、本書を完了するために必要な範囲で提供されます。 コースプロジェクト暖房と換気について。
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A.S.オーリン、M.G.クルグロフ。 複合2サイクルエンジン。 モスクワ:出版社「Machine Building」、1968年。
この本には、2 ストローク複合エンジンのシリンダーおよび隣接システムにおけるガス交換プロセスの理論の基礎が含まれています。

ガス交換中の非定常運動の影響に関連するおおよその依存性と、この分野での実験結果が示されています。
ガス交換プロセスの品質、設計スキームの開発と改善の問題、および研究用のエンジンと機器の個々のコンポーネントを研究するために、エンジンとモデルで実行される実験作業も考慮されます。 さらに、2サイクル複合エンジン、特に空気供給システムと過給ユニットの過給と設計の改良に関する作業の状況と展望について説明します。 更なる発展これらのエンジン。
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M.K.ヴァイスバイン。 熱機関。 蒸気エンジン、回転機械、蒸気タービン、空気エンジン、内燃機関。 熱機関とそのケアの理論、設計、設置、試験。 化学者、技術者、熱機械の所有者向けのガイド。 サンクトペテルブルク: K.L. リッカーによる出版、1910 年。
この取り組みの目的は、体系的な治療を受けていない人々に周知することです。 技術教育、熱機関の理論、その設計、設置、管理、およびテストについて説明します。
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ニコライ・ボジェリヤノフ 蒸気機関の理論、アプリケーション付き 詳細な説明ワット&ボルトン方式による複動機械。 海洋科学委員会によって承認され、最高の許可を得て印刷されています。

サンクトペテルブルク: 海軍士官候補生隊の印刷所、1849 年。
「...この本がロシアの機械工にガイドとして受け入れられ、トレッドゴールドの研究のように、わずかではあるが機械の知識と産業の発展に貢献できたら、私は自分の努力が完全に報われたと思うでしょう。」私たちの親愛なる祖国で。」
N.ボジェリヤノフ。
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VC。 ボゴマゾフ、AD ベルクタ、P.P. クリコフスキー。 蒸気機関。 キエフ: ウクライナ・ソビエト社会主義共和国技術文献国立出版社、1952 年。
この本では、蒸気エンジン、蒸気タービン、復水プラントの理論、設計、操作を検討し、蒸気エンジンとその部品の計算の基礎を提供します。
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ロパチン P.I. 勝利のカップル。 モスクワ: 新モスクワ、1925 年。
「教えてください - 私たちの工場や工場を誰が作ったか、鉄道で列車に乗って競争したり、海を大胆に航海したりする機会を最初に与えたのが誰であるか知っていますか? 誰が最初に自動車を作成したのか、そして今では私たちの農業で勤勉かつ従順に重労働を行っている同じトラクターを最初に作成したのは誰か知っていますか? あなたは、馬と牛を破り、初めて空を征服し、人が空に留まるだけでなく、飛行機械を制御し、好きな場所に飛ばすことを可能にした人物を知っていますか?気まぐれな風? これらすべては蒸気によって行われます。やかんの蓋で遊び、サモワールの中で「歌い」、沸騰したお湯の表面に白い泡となって立ち上る最も単純な水蒸気です。 あなたはこれまでそのことに注目したことがなかったし、役に立たない水蒸気がこれほど膨大な仕事をし、陸地、水、空気を征服し、現代産業のほぼすべてを生み出すことができるとは思いもよらなかった。」
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シュチュロフ M.V. 内燃機関ガイド。 モスクワ - レニングラード: 国家エネルギー出版社、1955 年。
この本では、ソ連の一般的なタイプのエンジンの設計と動作原理、エンジンの手入れの手順、修理の整理、基本的な方法について説明しています。 改修工事、エンジンの経済性とその出力と負荷の評価に関する情報が提供され、職場の組織化とドライバーの仕事の問題が強調されます。
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11.5MB
技術者セレブレンニコフ A. 蒸気エンジンとボイラーの理論の基礎。 サンクトペテルブルク: カール ウルフの印刷所で印刷、1860 年。
現在、ペアで作業するという科学は、強い興味をそそられる種類の知識の 1 つです。 実際、実際的な観点から言えば、そのようなことを行った科学は他にはほとんどありません。 短時間あらゆる種類のアプリケーションに Steam を使用するなどの成功例があります。
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高速ディーゼルエンジン 4Ch 10.5/13-2 および 6Ch 10.5/13-2。 説明とメンテナンス手順。 編集長工学部 V.K.セルデュク。 モスクワ - キエフ: マシュギズ、1960 年。
この本では、ディーゼル エンジン 4Ch 10.5/13-2 および 6Ch 10.5/13-2 の設計について説明し、メンテナンスと手入れの基本的な規則を定めています。
この本は、これらのディーゼル エンジンを整備する整備士および整備士を対象としています。
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私は石炭と水だけで暮らしていますが、時速 160 マイルで走るのに十分なエネルギーがまだあります。 これはまさに蒸気機関車ができることです。 これらの巨大な機械恐竜は現在、世界の大部分で絶滅していますが、 鉄道、蒸気技術は人々の心の中に生き続けており、このような機関車は今でも多くの歴史的な鉄道で観光名所として機能しています。

最初の近代的な蒸気エンジンは 18 世紀初頭にイギリスで発明され、産業革命の始まりとなりました。

今日は再び蒸気エネルギーの話に戻ります。 その設計により、蒸気エンジンの燃焼プロセスでは内燃エンジンよりも汚染が少なくなります。 このビデオ投稿で、その仕組みをご覧ください。

蒸気エンジンの設計と動作メカニズム

古代の蒸気エンジンの原動力は何でしょうか?

スケートボードに乗ったり、飛行機に乗ったり、買い物に行ったり、路上で車を運転したりなど、思いつくすべてのことを行うにはエネルギーが必要です。 今日私たちが輸送に使用するエネルギーのほとんどは石油から来ていますが、常にそうであったわけではありません。 20 世紀初頭まで、石炭は世界の燃料として選ばれ、列車や船舶から、ライト兄弟の初期の競争相手であるアメリカの科学者サミュエル P. ラングレーが発明した不運な蒸気飛行機に至るまで、あらゆるものに動力を供給していました。 石炭の何がそんなに特別なのでしょうか? 地球内に豊富に存在するため、比較的安価で広く入手可能でした。

石炭は有機化学物質であり、炭素という元素をベースとしています。 石炭は、枯れた植物の残骸が岩の下に埋められ、圧力下で圧縮され、石炭の影響で調理されることにより、何百万年もかけて形成されます。 内部熱地球。 それが化石燃料と呼ばれる理由です。 石炭の塊はまさにエネルギーの塊です。 それらの内部の炭素は、化学結合と呼ばれる結合によって水素および酸素原子と結合しています。 石炭を火で燃やすと、結合が壊れ、エネルギーが熱の形で放出されます。

石炭には、ガソリン、ディーゼル、灯油などのよりクリーンな化石燃料に比べ、1 キログラムあたり約半分のエネルギーが含まれています。これが、蒸気エンジンが非常に多くの燃焼を必要とする理由の 1 つです。

そして、可能な限り短い時間で簡単な蒸気発生器を作ることができます。 このような装置は、燃焼するあらゆる燃料から電流を生成することができます。 これらには、棒、固形アルコール、ろうそく、木の皮、乾いた草などが含まれます。 旅行に行くときにこのような発電機を持っていくことができます。 ハイキングの旅。 携帯電話を充電したり、照明用にいくつかのLEDを点灯したりするために使用できます。
エンジンはシングルピストンでスプールバルブを備えています。

組み立て用の材料と工具:
- テレビまたはラジオのアンテナからの直径が少なくとも 8 mm のチューブ片。
- ピストンペアを作成するための小さなチューブ(配管店で購入できます)。
- 銅線(直径 1.5 mm、コイルに入っているか、購入できます)。
- ナット、ボルト、ネジ;
- フライホイールを作るためのリード(古いもので見つけることができます) 車のバッテリー、釣り具または購入);
- 木製バー;
- 自転車のスポーク;
- スタンドを作成するための合板またはテキストライト。
- チューブ;
- オリーブの瓶など。


必要な道具は、弓のこ、やすり、はんだごて、エポキシ樹脂、冷間圧接、瞬間接着剤、ドリルです。

蒸気発生器の製造プロセス:

第一歩。 回路図発生器
この図では、メカニズムがどのように機能するかがわかります。 つまり、コンロッドを介してピストンに接続されているクランクです。 このシステムには、2 つのチャネルのうちの 1 つを開閉するバルブ (スプール) も備えています。 ピストンが下死点にあるとき、スプールがチャネルを開き、圧力のかかった蒸気がシリンダーに入ります。 到達 トップデッドスプールが蒸気の供給を遮断し、シリンダーを開いて蒸気を外部に放出すると、ピストンが下がります。 古典的な往復運動は、クランクによって発電機シャフトの回転に変換されます。



ステップ2。 シリンダーとスプールチューブの作り方

アンテナチューブから 3 つの部分を切り取る必要があります。最初の部分は長さ 38 mm、直径 8 mm である必要があります。 これがシリンダーになります。 2 番目の部分は長さ 30 mm、直径 4 mm にする必要があります。 3 番目の部分は長さ 6 mm、厚さ 4 mm にする必要があります。


2番目のチューブには、直径4 mmの穴を開ける必要があります。穴は中心にある必要があります。 3 番目のチューブは 2 番目のチューブに垂直に接着する必要があります。これには瞬間接着剤が使用されます。 接着剤が乾いたら、上にすべてを塗ります 冷間圧接.

3番目のピースに金属ワッシャーを取り付ける必要があり、乾燥後に冷間圧接ですべてを固定する必要もあります。 溶接が乾いたら、その上で継ぎ目を処理する必要があります エポキシ樹脂最大限の強度と気密性を実現します。

ステップ 3。 ピストンとコンロッドの製造
ピストンは直径7mmのボルトで作られています。 これを行うには、万力で固定し、上から巻き付ける必要があります 銅線、ワイヤーの直径に応じて、合計で約 6 回転する必要があります。 次に、ワイヤにエポキシ樹脂を含浸させます。 ボルトの余分な端は切り取ることができます。 次に、レジンが乾いたら作業が必要になります。 サンドペーパーピストンをシリンダー径に合わせて調整します。 その結果、ピストンは簡単に動きますが、空気は通過できません。

コネクティングロッドをピストンに取り付けるには、アルミニウム板で作られた特別なブラケットを作成する必要があります。 文字「P」の形に曲げる必要があり、端に穴を開け、穴の直径は自転車のスポークを入れることができるようなものにする必要があります。 ブラケットはピストンに接着されています。


コネクティングロッドは自転車のスポークから作られ、長さ3 mm、直径3 mmのアンテナのチューブの部分が端に取り付けられています。 長さはコンロッド中心間距離が50mmです。 コネクティング ロッドは、「U」字型のブラケットと自転車のスポークの一部を使用して、ピストンに枢動可能に接続されています。 編み針が抜け落ちないように、両端を接着する必要があります。


三角形のコンロッドも同様の方法で作成されますが、ここでは片側にスポークがあり、もう一方の側にチューブがあります。 このコンロッドの長さは75mmです。

ステップ4。 スプールと三角
金属シートから三角形を切り出し、それに 3 つの穴を開ける必要があります。 スプールピストンの長さは 3.5 mm なので、スプールチューブ内で自由に動くことができるようにする必要があります。 ロッドの長さは異なる場合があり、すべてフライホイールによって異なります。

サポートは個別に選択されたバーから作成するのが最適です。 ピストンロッドクランクは8mm、スプールクランクは4mmです。


ステップ5。 蒸気ボイラ。 最終段階
著者は密閉蓋付きのオリーブ鍋を大釜として使用しました。 ボイラーに水を注ぐには、ボルトを蓋として使用し、ナットを蓋にはんだ付けする必要があります。 チューブを蓋にはんだ付けする必要があります。






その後、エンジンは各要素にサポートを使用して木製のプラットフォーム上に組み立てられます。 エンジンがどのように動作するかをビデオで確認できます。

以下は、エンジンが少し変更された場合にどのようになるかを示しています。 タンクには現在、 個人サイト、乾燥燃料を置く受け皿も同様です。

「蒸気機関」というと蒸気機関車やスタンレー・スチーマー自動車を思い浮かべる方が多いですが、これらの機構の用途は輸送に限定されません。 約 2000 年前に原始的な形で初めて作られた蒸気エンジンは、過去 3 世紀にわたって最大の電力源となり、現在では蒸気タービンが世界の電力の約 80% を生産しています。 このようなメカニズムが動作する物理的な力の性質をさらに理解するには、以下から独自の蒸気エンジンを作成することをお勧めします。 普通の材料ここで提案されている方法のいずれかを使用してください。 開始するには、ステップ 1 に進みます。

ステップ

ブリキ缶で作った蒸気機関(子供用)

    切り落とす 下部アルミニウム缶を6.35cmの距離に置きます。 ブリキ切りを使って、アルミ缶の底を3分の1程度の高さまでまっすぐに切ります。

    ペンチを使用してリムを曲げて押します。鋭いエッジを避けるために、瓶の縁を内側に曲げます。 この操作を行うときは、怪我をしないように注意してください。

    瓶の底を内側から押して平らにします。ほとんどのアルミニウム飲料缶は、内側に湾曲した丸い底を持っています。 指で押すか、底が平らな小さなガラスを使用して、底を平らにします。

    瓶の反対側、上から1/2インチのところに2つの穴を開けます。 穴を開けるには、紙の穴あけパンチと釘とハンマーの両方が適しています。 直径 3 ミリメートル強の穴が必要になります。

    瓶の中央に小さなティーライトを置きます。ホイルを丸めてキャンドルの下と周りに置き、所定の位置に保ちます。 このようなキャンドルは通常、特別なスタンドに入っているため、ワックスが溶けてアルミ瓶に漏れることはありません。

    長さ15~20cmの銅管の中央部分を鉛筆に2~3回巻き付けてコイルを作ります。直径 3 mm のチューブは鉛筆の周りで簡単に曲がります。 瓶の上部を横切るのに十分な量の湾曲したチューブと、両側にさらに 5 cm の直管が必要です。

    チューブの端を瓶の穴に挿入します。コイルの中心がキャンドルの芯の上に来るようにしてください。 チューブの両側の直線部分が同じ長さであることが望ましい。

    パイプの端をペンチで曲げて直角にします。チューブの直線部分を次のように曲げます。 異なる側面彼らは反対方向を見た。 それから また瓶の底の下に落ちるようにそれらを曲げます。 すべての準備ができたら、次のものが得られます。チューブの蛇行部分はキャンドルの上の瓶の中央にあり、瓶の両側で反対方向を向く2つの傾斜した「ノズル」に変わります。

    瓶を水の入ったボウルに置き、チューブの端が浸るようにします。あなたの「ボート」は水面にしっかりと留まらなければなりません。 チューブの端が十分に浸かっていない場合は、瓶を少しだけ重くしてみてください。ただし、溺れないように注意してください。

    チューブを水で満たします。最も 簡単な方法で一方の端を水に浸し、もう一方の端をストローのように引っ張ります。 指を使ってチューブの一方の出口を塞ぎ、もう一方の出口を蛇口からの流水の下に置くこともできます。

    キャンドルに火を付けます。しばらくすると、チューブ内の水が加熱され、沸騰します。 蒸気になると「ノズル」から出てきて、缶全体がボウル内で回転します。

ペイント缶スチームエンジン(大人)

    4つの根元近くに長方形の穴を開けます リットル瓶塗装の下から。瓶の底近くの側面に横15cm×5cmの長方形の穴を開けます。

    • この jar (および使用している他の jar) に次の内容が含まれていることを確認する必要があります。 ラテックスペイントそして使用前に石鹸水でよく洗ってください。
  1. ストリップをカットします 金網 12×24cm。各端に沿って 90 度の角度で 6 cm 曲げます。 6 cm の「脚」が 2 つ付いた 12 x 12 cm の正方形の「プラットフォーム」が完成します。「脚」を下にして、切り取った穴の端に合わせて瓶に置きます。

    蓋の周囲に半円状の穴を作ります。その後、缶の中で石炭を燃やして蒸気エンジンに熱を供給します。 酸素が不足すると、石炭は燃えにくくなります。 瓶内の適切な通気を確保するには、蓋にドリルまたはパンチで穴をいくつか開け、端に沿って半円を形成します。

    • 理想的には、通気孔の直径は約 1 cm である必要があります。
  2. 銅管からコイルを作ります。直径6 mmの柔らかい銅管を約6 m取り、一端から30 cmの距離を測り、直径12 cmのパイプの残りの長さを15回曲げます。 8cmほど残してください。

    コイルの両端を通します 通気孔蓋の中に。コイルの両端が上を向くように曲げ、両方を蓋の穴の 1 つに通します。 パイプの長さが足りない場合は、片方の曲がりを少し曲げる必要があります。

    コイルを置いて、 木炭瓶に。コイルをメッシュプラットフォーム上に置きます。 コイルの周囲と内部の空間を木炭で満たします。 蓋をしっかり閉めてください。

    小さめの瓶にチューブ用の穴を開けます。リットル瓶の蓋の中央に直径 1 cm の穴を開けます。瓶の側面に直径 1 cm の穴を 2 つ開けます。1 つは瓶の底の近くに、もう 1 つはその上にあります。蓋の近く。

    密閉したプラスチックチューブを小さい瓶の横穴に挿入します。銅管の端を使用して、2 つのプラグの中央に穴を開けます。 長さ 25 cm の硬いプラスチックのチューブを一方のプラグに挿入し、同じ長さ 10 cm のチューブをもう一方のプラグに挿入します。プラグにしっかりと収まり、少し外が見えるはずです。 長いチューブの付いたストッパーを小さい瓶の底の穴に挿入し、短いチューブの付いたストッパーを上の穴に差し込みます。 クランプを使用して各プラグにチューブを固定します。

    大きい瓶のチューブを小さい瓶のチューブに接続します。チューブとストッパーが大きい缶の通気孔から離れる方向を向くように、小さい缶を大きい缶の上に置きます。 金属テープを使用して、チューブを下部プラグから銅コイルの下部から出ているチューブに固定します。 次に、チューブがコイルの上部から出ている状態で、同様に上部プラグからチューブを固定します。

    ペースト 銅管ジャンクションボックスに差し込みます。ハンマーとドライバーを使用して、丸い金属製の電気ボックスの中央部分を取り外します。 クランプを下に固定します 電気ケーブル止め輪。 直径 1.3 cm の銅チューブを 15 cm ケーブル クランプに挿入し、チューブがボックスの穴から数センチ下に伸びるようにします。 ハンマーを使用して、この端の端を内側に曲げます。 チューブのこの端を小さい瓶の蓋の穴に挿入します。

    ダボに串を差し込みます。通常の木製バーベキュー串を、長さ 1.5 cm、直径 0.95 cm の中空の木製ダボの一端に差し込みます。ダボと串を、串を上にして金属接続箱の内側に差し込みます。

    • モーターが作動している間、スキュワーとダボは「ピストン」として機能します。 ピストンの動きを見やすくするために、小さな紙の「旗」をピストンに取り付けることができます。
  3. エンジンを作動させる準備をします。上部の小さい瓶からジャンクション ボックスを取り外し、上部の瓶に水を入れ、瓶の 2/3 が水で満たされるまで銅コイルに水を注ぎます。 すべての接続部に漏れがないか確認してください。 瓶の蓋をハンマーで叩いてしっかりと固定します。 ジャンクションボックスを小さな上部缶の上の所定の位置に再度取り付けます。

  4. エンジンをかけろ!新聞紙を丸めてエンジン下部のスクリーンの下のスペースに置きます。 炭に火がついたら、20~30分ほど燃やします。 コイル内の水が加熱されると、上部の瓶に蒸気が溜まり始めます。 蒸気が十分な圧力に達すると、ダボと串が上部に押し上げられます。 圧力が解放されると、ピストンは重力の影響を受けて下方に移動します。 必要に応じて、串の一部を切り取ってピストンの重量を軽減します。軽いほどピストンが「浮き」やすくなります。 ピストンが一定のペースで「動く」ような重さの串を作るようにしてください。

    • ヘアドライヤーを使用して通気口への空気の流れを増やすことで、燃焼プロセスをスピードアップできます。
  5. おげんきで。自作の蒸気機関の作業や取り扱いには注意が必要であることは言うまでもないと思います。 屋内では絶対に走らせないでください。 枯れ葉や張り出した木の枝などの可燃物の近くでは絶対に使用しないでください。 エンジンはコンクリートなどの固い不燃性の表面でのみ使用してください。 子供や十代の若者と一緒に仕事をする場合は、子供たちから目を離さないでください。 エンジン内で木炭が燃えているときは、子供や青少年がエンジンに近づくことは禁止されています。 エンジンの温度がわからない場合は、触れられないほど熱くなっていると考えてください。

    • 上部の「ボイラー」から蒸気が逃げられるようにしてください。 何らかの理由でプランジャーが動かなくなると、小さい缶の内部に圧力が高まる可能性があります。 最悪の場合、銀行が爆発する可能性があります。 とても危険な。
  • 蒸気エンジンをプラスチックのボートに置き、両端を水に浸して蒸気おもちゃを作ります。 シンプルな船の形を切り取ることができます。 ペットボトルソーダまたは漂白剤を使用しておもちゃをより環境に優しいものにします。


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