Motor Stirling
E Z STIRLING MOTOR de myfordboy
He simplificado el motor original de lata para facilitar la construcción y el uso de materiales que están fácilmente disponibles. No se requiere soldadura y se puede hacer utilizando solo herramientas manuales.
El motor sería un buen proyecto para la Feria de la Ciencia y demuestra el principio del motor de Ciclo Stirling o Aire Caliente. Se han construido muchos motores y se han recibido comentarios de estudiantes que han enviado motores como proyectos de collage y les ha ayudado a obtener calificaciones altas.
Esto es lo que necesitas:
Sus hojas de planos GRATIS. Envía un correo electrónico a (myfordboy [at] yahoo.co.uk) y te enviaré una copia en PDF que puedes imprimir tú mismo (reemplaza [at] con @ en la dirección de correo electrónico, esto es para evitar que los spammers encuentren mi correo electrónico ). La dirección también se da nuevamente como una imagen después de "Cómo funciona" más abajo en la página.
Le enviaré el archivo tan pronto como vea su solicitud, pero no olvide que podría estar fuera cuando llegue. También recuerda que estoy en el Reino Unido, así que podría estar en una zona horaria diferente a la tuya.
El motor ha sido muy popular y estoy enviando alrededor de 90 planes por semana en este momento, por lo que si no obtiene su copia dentro de las 24 horas, vuelva a preguntar en caso de que su correo electrónico se haya perdido.
Si coloca "E Z Stirling" como asunto en su correo electrónico, se asegurará de que no vaya a mi carpeta de correo no deseado.
1 200g Lata de dulces de viaje, come los dulces! La lata tiene un diámetro de 97mm y una altura de 40mm.
Si no puede obtener una lata de dulces haga clic aquí.
150 mm x 150 mm de MDF de 3 mm o madera contrachapada de buena calidad.
3 remaches Pop de acero inoxidable de 3,2 mm x 6 mm de largo. Los de aluminio no son realmente adecuados. Compré un paquete de 10 en una tienda de Ebay por £ 1.30 incluyendo gastos de envío.
Alambre de acero fino, de aproximadamente 1 mm de diámetro.
1 guante de latex.
1 disco compacto. Un colorido se ve mejor.
100x 200mm de madera balsa de 9 mm.
4 tornillos pequeños, estos pueden obtenerse de juguetes rotos o calculadoras.
2 tornillos pequeños y tuercas. (8BA o 2-56 o M2, depende de donde vivas!).
Cola de cianoacrilato. (Super pegamento).
Sellador de silicona.
Adhesivo PVA.
Adhesivo epoxi
Hilo de algodón.
Pieza corta de cable eléctrico.
Cinta adhesiva.
Alambre de acero fino, por ejemplo, cable de floristería.
Para el quemador necesitarás:
Frasco de vidrio con tapa metálica. Busque en la farmacia. La mía tenía aceite esencial en ella.
Hilo de algodón.
Frijoles al horno puede.
Alambre de cobre.
Tapa de la botella de plástico.
3 tornillos para madera.
3 tornillos y tuercas.
Materiales alternativos
Algunos constructores han mencionado que no pueden obtener madera de balsa o la lata dulce especificada.
Usar una lata mucho más grande alterará el diseño y puede que no funcione.
Haga clic aquí para ver los materiales alternativos sugeridos para el estaño y el desplazador.
Hay un enlace a otro video que muestra los métodos de construcción.
Consejos de construcción
Imprime tu hoja de plantillas. Se dibuja en tamaño A4. Puede verificar si la configuración de su impresora está dando el tamaño correcto al verificar la longitud de la escala horizontal y vertical en la hoja. No es tan crítico que un error de 1 mm esté bien. Es posible que deba ajustar la configuración de la impresora para obtener el tamaño correcto. En mi impresora HP selecciono "Imprimir tamaño real" y reviso la casilla "Elegir origen de papel por tamaño de página PDF".
El MDF puede desgarrarse cuando se perforan agujeros, según la calidad del producto.
En piezas como el cubo del volante, donde se necesita precisión para ubicar el cubo, se puede aplicar superglue a la pieza antes de perforarla y esto hará que el MDF sea mucho más difícil. También aplico una capa de superglue a las partes de la base y la dejo secar. Esto detiene la impregnación del pegamento en el MDF cuando el diafragma del guante de goma está fijo.
Los siguientes consejos corresponden a la línea de tiempo del video de Youtube.
Hora
01:48 Las partes están dibujadas en tamaño real, pero sugiero que las tiras en la parte superior derecha queden un poco largas y se vuelvan a lijar después de que se hayan ensamblado.
04:50 Coloque la parte vertical para que se ajuste al orificio grande en la base.
05:28 Si no tiene un taladro de pilar, sugiero que marque y taladre cuidadosamente los orificios
de ambos lados. Perfore el orificio de 3,2 mm de diámetro y 7,0 mm hacia abajo desde la parte superior.
06:40 Se utiliza guante de látex desechable.
07:00 Antes de fijar el diafragma, la base se cebó con una capa de superglue y se dejó secar.
07:46 No estire el guante demasiado apretado, pero asegúrese de que no haya arrugas.
09:20 Esta plantilla tiene un círculo dibujado en el centro como ayuda de alineación para el pequeño disco de MDF.
09:43 El pequeño disco de MDF que se cortó de los planos se usa para unir la varilla de desplazamiento al diafragma. Taladre un pequeño orificio en el centro y la varilla encaja a presión. Se podría hacer un pequeño taladro utilizando un poco del mismo cable utilizado para la varilla y moldeando el extremo como se describe a continuación (11:43). Si el ajuste es un poco suelto, se puede usar una mancha de pegamento.
11:00 Esta junta debe ser completamente hermética. Si no, el motor no funcionará. La mayor causa de un motor que no funciona es una fuga de aire,
11:30 Retirando el "clavo" del remache Pop.
11:43 Estas piezas se usan para los cojinetes del cigüeñal y el casquillo del desplazador. Es muy importante que el ajuste sea muy libre con poca fricción. Encontré que las uñas que venían con los remaches de acero inoxidable tenían una ligera curva en ellos que los hacía inadecuados. He sustituido un clavo de acero de un tamaño similar de remache de aluminio. Si puede sentir áreas ásperas en la uña, alise con cuidado con una lima fina. El pulido de metal se puede usar para obtener un rodamiento libre y, si todo esto falla, invente un escariador simple como el que se muestra a continuación colocando un plano en ángulo sobre un clavo de remache. Sostenga la cabeza del remache y mueva el escariador hacia arriba y hacia abajo mientras aplica un movimiento giratorio.
11:46 Una burbuja de sellador de silicona para asegurar que la glándula sea hermética.
13:36 Esta plantilla tiene un punto marcado en el centro para marcar el centro de la tapa.
16:10 Este agujero no necesita estar limpio. Solo proporciona espacio para el pistón de potencia y no se verá cuando se termine el motor. Use un archivo fino si no tiene un Dremel
o herramienta similar.
16:50 Este agujero es de 18mm de diámetro. Su tamaño no es demasiado crítico. Tiene que dejar espacio para el disco pequeño en el extremo de la biela.
17:35 Se perforan agujeros pilotos para los pequeños tornillos.
18:20 Esto es sellador de bañera.
20:00 Es importante que esta articulación sea hermética. Si no, el motor no funcionará. La principal causa de un motor que no funciona es una fuga de aire. Fijar y dejar curar durante la noche.
20:19 Roughen el CD con papel de lija para dar una clave para el superglue.
20:30 Usa la plantilla para centrar el hub.
21:00 El cigüeñal es de 20mm de largo.
21:12 Intente que el disco funcione correctamente antes de que el adhesivo se endurezca.
21:17 La biela es de 11mm de largo.
21:50 Coloque el grano de madera a 90 grados.
22:30 El diámetro del desplazador es 9 mm menor que el diámetro exterior del estaño. Esto da un espacio de 4,5 mm entre el desplazador y el estaño.
La mía salió a 88mm.
22:40 Use toda la longitud del clavo de remache Pop para la varilla de desplazamiento.
24:38 Hacer la curva 6 mm desde el centro del bucle.
Manivela del desplazador
24:52 La biela se hace de manera similar a la manivela. Su longitud se puede ajustar posteriormente.
Con la biela en posición horizontal, asegúrese de que el diafragma no esté empujado hacia arriba o hacia abajo. Girar el volante debe dar al diafragma un movimiento igual hacia arriba y hacia abajo.
25:35 El volante debe girar muy libremente.
26:38 Los pasadores del cigüeñal deben posicionarse con una separación de 90 grados, es decir, cuando la varilla del desplazador está en la parte inferior de su carrera, la varilla del diafragma debe estar horizontal (izquierda o derecha determina la dirección de rotación del motor).
28:35 El aislamiento del cable sujeta la rosca a la varilla del desplazador.
29:16 Ajuste la longitud del hilo de modo que el desplazador casi toque la tapa de lata. Cuando se ensambla con el fondo de lata, el desplazador debe moverse hacia arriba y hacia abajo sin tocar la parte superior o inferior. Si esto no se puede lograr, entonces se debe hacer una manivela más corta.
29:28 La cinta se usa como un sello temporal para probar el motor. Posteriormente se puede utilizar sellador de silicona en su lugar.
32:20 Se usa aceite de lámpara en el quemador. Sólo se necesita una llama muy pequeña. Cuanto más grande es la llama, más rápido funciona el motor, no se pretende que sea un motor de alta velocidad, aunque se consideran los materiales de los que está hecho.
Una botella de vidrio más grande es mejor para el quemador que la del video. A medida que el pequeño se calienta, el combustible se evapora y hace que la llama se agrande. Este sobrecalentamiento podría dañar el motor.
Un diseño mejorado se muestra a continuación. Se trata de una botella de vinagre con una tapa de latón y un pequeño tubo de cobre. Se necesita una lata más alta con este quemador pero se quemará todo el día sin que se inflame.
Aplique una gota de aceite en el cigüeñal y en la biela. También ponga una gota en la varilla de desplazamiento donde entra en la parte superior de la lata. Esto lubricará la varilla y ayudará a hacer un sello hermético.
Localización de averías
¿Y si no funciona?
En primer lugar, compruebe que las partes se mueven libremente como las mías en los videos. Hay poca potencia en este motor, por lo que debe ser lo más libre posible. Asegúrese de que el ojo de la varilla de conexión esté en línea con el volante y no esté atascado.
Asegúrese de que la biela del desplazador y la biela del volante estén colocadas a 90 grados de separación.
Compruebe si hay fugas de aire.
Desconecte la biela del volante. Coloque el motor en el quemador y mueva el desplazador hacia arriba y hacia abajo tirando de la rosca. Si hay poco o ningún movimiento del diafragma, tiene una fuga en alguna parte. Revise el casquillo del desplazador y el sello donde la base está unida a la tapa de la lata. Tal vez su motor funcione, pero solo por poco tiempo, rocíe un poco de aceite WD 40 alrededor del exterior de la base de MDF mientras gira el motor. Cualquier fuga se mostrará como burbujas de aire. No haga esto si su MDF no está pintado, ya que penetrará en el MDF y lo hinchará.
Su diafragma puede ser demasiado rígido. En los guantes que he usado un chorro de WD40 suaviza el diafragma. Con el volante desconectado y el desplazador operado a mano, la biela debe poder moverse un poco más que el tiro del cigüeñal.
Acabo de reemplazar el diafragma en uno de mis motores después de muchas horas de funcionamiento. Cuando lo intenté de nuevo, solo funcionaría durante aproximadamente 6 revoluciones y luego se detendría. Usando el método anterior, se detectó una fuga en la parte delantera donde la base se encuentra con la lata. Se aplicó un filete de silicona en esta área y el motor vuelve a ser un corredor.
Si no puede hacer que el motor funcione y está seguro de que gira libremente sin puntos apretados, debe ser una fuga de aire que evite que funcione.
Hacer un probador de presión
Como se mencionó anteriormente, la causa más probable de un no corredor es una fuga de aire. Preste especial atención a donde la base se encuentra con la parte superior de estaño y donde las dos partes de madera emparedan el diafragma.
Toma otra lata dulce y haz un pequeño agujero en el lado cerca de la base con un clavo. Sujete un tubo pequeño de corta longitud con epoxi o relleno de carrocería de automóvil. El mío era de cobre pero podría ser de cualquier material, el plástico está bien, quizás de un bolígrafo. Asegúrese de sellar donde entra el tubo para que sea hermético.
Probador de presión
Ahora coloque un tubo flexible corto como se muestra arriba. Coloque la parte superior del motor en esta parte inferior temporal y selle con cinta como antes. Suavemente soplar en el tubo. El diafragma se empujará hacia arriba y si hay alguna fuga de aire, podrá escuchar un silbido cuando el aire se escape. Aplica un filete de silicona si está alrededor de la base.
Una fuga de aire es la razón más probable por la que un motor no funciona.
El constructor Mathieu escribió recientemente después de que su motor no funcionara,
"¡Funciona! Después de dedicarle aproximadamente una hora, finalmente descubrí cuál era mi problema. Hice lo que sugieres y usé otra lata para hacer un probador de presión. Simplemente usé una pajilla con un poco de epoxi y cuando soplé en la paja, inmediatamente supe lo que estaba mal, era lo único que no sospechaba, ¡mi sello de cinta temporal!
No puse especial cuidado cuando coloqué la cinta y de hecho tenía una fuga con la lata de prueba de presión, así que pensé que probablemente sería lo mismo con la otra.
Utilicé otro tipo de cinta y volví a sellar todo con cuidado y ¡voilà! "
Aquí hay un breve video de cosas que puede probar si no puede hacer funcionar su motor.
Cómo funciona
El principio del motor de aire caliente o ciclo de Stirling no es bien conocido. Es difícil ver cómo puede funcionar simplemente aplicando calor.
Si tomamos una lata vacía y estiramos un globo sobre la parte superior, como el diafragma de nuestro motor, el aire está sellado en el interior.
Aplique calor a la parte inferior de la lata y la presión dentro de la lata aumentará y hará que el globo suba un poco.
Ahora, si la parte inferior de la lata se enfría colocándola en un plato de agua, el aire del interior se enfriará y la presión caerá. El globo será aspirado hacia adentro.
Así que para obtener nuestro diafragma, que es una forma simple de pistón, para impulsar nuestro motor, todo lo que tenemos que hacer es calentar y enfriar alternativamente la lata.
Esto no es muy práctico, pero se puede lograr el mismo efecto calentando un extremo del cilindro, la parte inferior y moviendo el aire alternativamente de arriba hacia abajo. Esta es la función del desplazador.
El desplazador ocupa espacio dentro del cilindro, cuando está en la parte superior, todo el aire interior se desplaza hacia la parte inferior donde se calienta y se expande.
Cuando el desplazador está en la parte inferior de su recorrido, el aire se mueve hacia la parte superior, que tiene una superficie más fría, y se contrae.
Recuerde, el desplazador no toca los lados del cilindro. No es un pistón. A medida que sube y baja, el aire pasa a su alrededor a medida que se transfiere de arriba a abajo. Es el mismo aire que se calienta y enfría continuamente.
Para que el motor funcione, la parte superior debe estar más fría que la parte inferior.
Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura que podamos obtener, más potente será el motor.
La configuración de las bielas y las bielas permite al desplazador moverse en la relación correcta con el diafragma y el volante.
Cuando tenga su motor terminado frente a usted, será más fácil entender el principio.
Animación suministrada por Draco.
GALERÍA de MOTORES DE GIRO E Z de otros constructores
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El motor descrito tiene poca potencia y sirve para demostrar el principio del ciclo de Stirling.
El ciclo de Stirling se puede usar para desarrollar una potencia real real, aunque a continuación se muestran algunos ejemplos.
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