Hay energía a nuestro alrededor, a la espera de ser explotado. Ya se trate de una taza de café caliente en un día frío, la luz del sol, velas aromáticas, o el calor que emana de los desechos electrónicos, todo es energía potencial esperando ser aprovechado! Este es el mundo del motor Stirling.
¿Alguna vez has intentado este experimento divertido? Dejar un globo lleno de fuerza en el congelador. A su regreso, usted encontrará que es reducido. Llévalo a la sala caliente de nuevo y se expandirá!
¿Y si pudiéramos usar estos estados se expanden y contraen para mover un pistón? Este es el principio detrás del motor Stirling, inventado y patentado por el Reverendo Doctor Robert Stirling en 1816. Es una idea simple, para un motor muy simple. Vamos a construir una!
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Secciones
Instrumentos
Film transparente , de plástico
Compass , dibujo
Taladro , con trozos 1/16 "o 1/8", 5/32 ", ½" - ¾ "
Epoxy , JB Weld o Kwik JB, y epoxi barato de 15 minutos Si dice "no encoge", no lo entiendo!
Herramientas (continuación)
Alicates de nariz puntiaguda 2 pares
Cinta , eléctrico, o pegamento
Partes pertinentes
Junk CD / DVD , o gran tapa del recipiente de plástico , como una tapa de mantequilla de maní
De aluminio , de 10 "x 5" pieza o placa de acero, por lo menos 1/16 "de espesor Two 5 "x 5" piezas están bien.
CD caso husillo , de plástico a partir de una pila de CDs en blanco
Alambrón , 1/8 "de acero o 1/16" de acero inoxidable de soldadura varilla se prefiere, y el acero inoxidable es el mejor, sino que debe ser lisa y recta!
Pipe , PVC, ¾ ", 7" de largo
Espuma de mesa , 10 "x 5" pieza o dos 5 "x 5" piezas
Pipe , ¾ "de cobre
Tubería , 1 "longitud de cualquier tipo, C-acción, o acciones L de ángulo
Pistola de pegamento caliente , y el pegamento (opcional)
Fan pesos , o centavos (opcional)
Cinta , doble cara (opcional)
Marcar un caso huso CD 1 "por debajo de la parte superior, en todos los sentidos. Usted puede llenarlo con los CD a tu marca y utilizarlos como guía.
Retire los CDs y cortar el caso en dos, a lo largo de su marca. He utilizado un taladro de columna y de la rueda de corte e hizo un corte nivelado girando el caso. Una sierra de arco funciona, también.
A continuación, cortar la parte superior de la caja, dejando un anillo.
Las fotos de la máquina de latón son sólo para fines ilustrativos, para mostrar cómo se puede decorar su motor para que se vea más vieja escuela. Las barras de latón que conectan las placas desplazador superior e inferior son probablemente no es una buena idea, a menos que estén completamente aislados para evitar la transferencia de calor.
Con la parte superior de corte de la caja del CD como guía, su brújula abarcan desde el centro de la caja a ¼ "del borde - 2 ¼" en mi caso.
Dibuja dos círculos con este radio en el tablero de la espuma (asegúrese de marcar los puntos centrales!). Cortar a cabo más o menos, a continuación, utilizar una sierra, cortador de espuma, o un cuchillo para terminar los cortes.
Pila de los 2 círculos, luego de cinta o pegamento juntos alrededor de su circunferencia. Usé cinta aislante blanca.
Dibuja 2 no se solapan 5 "círculos en su culata de aluminio. Estas son las placas superior e inferior (frío y caliente, respectivamente) que su potencia de motor.
Use una sierra para metales o sierra de cinta, tomar las cosas con calma, y cortar los círculos. No tiene que ser perfecto, sólo haz lo mejor que puedas.
Aquí es donde pueden surgir problemas - y no los críticos, sino los muy molestos. Usando la broca pequeña (la que coincide con el diámetro de la varilla que está utilizando, en mi caso 1/16 "), taladro por el centro exacto de un plato. Ésta será su superior / frío plato.
Prueba a colocar la varilla en el orificio y asegúrese de que sea un ajuste suave. Con el fin de mantener la eficiencia térmica, es necesario que este pasaje es lo más hermética posible, pero aún así permitir que la varilla para funcionar suavemente dentro y fuera de la placa. Si usted mueve el alambre alrededor, usted puede notar que tiende a pegarse en cualquier ángulo. Mantener la perpendicular a las placas.
Si la barra no está funcionando correctamente, intente lo siguiente: Ejecute la broca hacia el agujero otra vez para asegurarse de que está claro. Archivo o lijar el borde de la barra de alambre para asegurarse de que no está causando ningún enlace. Si aún así no encaja, intente moviendo el plato un poco para ensanchar el agujero.
Una vez que la barra se ejecuta sin problemas, corte de 1 "pedazo de tubo, de C-, o acciones ángulo (yo he usado tanto valores de ángulo y tubo para esto), y cortar un cuadrado pequeño (o un círculo, si usted está usando tubería ) de metal a partir de los restos se corta al hacer sus platos.
Perforar un agujero en el centro exacto de la pequeña plaza (o círculo). Esto actúa como un separador para mantener la barra del desplazador perpendicular a las placas.
Centre la pieza angular de las acciones (o tubo) sobre el agujero y la cola hacia abajo a la placa superior con epoxi. Empuje la varilla de alambre por los agujeros en la placa y el punto muerto, asegurándose de que se deslice suavemente y pegar el enfrentamiento a la pieza angular.
Como los curas epoxi, comprobar periódicamente que la barra todavía se mueve libremente en el agujero, y ajustar si es necesario. Si la barra "congela", redrill el orificio superior con el bit más grande siguiente.
Por último, cerca del borde de la placa superior perforar un ½ "- ¾" agujero. Más grande es mejor, pero asegúrate de que el tubo que está utilizando para el cilindro de pistón es ligeramente más grande que el agujero (el tubo no debe caber dentro de este agujero).
Paso 6 - Reparto de pistón.
He intentado usar casi todo bajo el sol como un pistón. Nada funcionó. Sin mecanizado uno, uno se queda con pocas opciones. Por lo tanto, vamos a echar un pistón.
Corte 3 "de tubo de cobre, lo que será su cilindro Desbarbar el borde interior con un cuchillo No use papel de lija;.. Está allanando el tubo para que pueda empujar el pistón fundido Limpie el interior hasta que es agradable y. brillante. limpiador de ventanas de ayuda.
Envuelva la base del tubo con papel plástico y asegure con una goma elástica. Entonces el aceite del interior de la tubería. Aerosol para cocinar funciona bien.
Pre-calentar su 15-minutos componentes epoxídicos con un secador de pelo. Usted quiere que sea agradable y flujo nasal. Mezclar epoxy suficiente para llenar ½ "de la tubería o algo así. Llene el tubo. Una vez que el epoxi se cura completamente, retire el plástico. Su pistón yeso debe empujar derecha. Antes de empujar todo el camino de salida, marque el pistón y cilindro para que pueda coincidir exactamente más adelante (ver nota en el paso 9).
Paso 7
Cortar 1 "de alambre y doblar el extremo en forma de gancho. Perforar un agujero en el centro del pistón y pegar el gancho en su posición.
Mientras espera para el pistón de curar, use JB Weld o Kwik JB para pegar su anillo desplazador de plástico a la placa de metal inferior.
Para obtener los mejores resultados de pistón de fundición, no mezclar el epoxi en el cilindro. El aceite parece que contaminan y lo guarda de endurecimiento. Mezclar en un papel encerado o envoltura de plástico. Además, no utilice 1 - o epoxi de 5 minutos. Usted quiere una cura lenta de modo que el epoxi no se encoge. El pistón tiene que ser ajustado en el cilindro.
Esto es un paso crítico: correctamente doblar las varillas de alambre. Tome alambre un poco más y doblar un gancho en un extremo. Cortar el otro extremo a aproximadamente 5 ". Este es su barra del desplazador. Sand final y asegurarse de que encaja a través del orificio en la placa superior de aluminio. Llenar el gancho con epoxi. Vaya por delante y llenar el gancho de pistón, también.
Para cortar la barra del desplazador de longitud, primero colocar la placa superior en la parte superior del conjunto de desplazador inferior que pegado, de modo que su orificio central pequeño cuelga sobre un borde. Ponga el 5 "barra del desplazador a través de los agujeros hasta su gancho está descansando en el enfrentamiento. Marcos, donde la barra se encuentra con el borde de la placa inferior. Retire la varilla y corte donde has marcado.
Ahora creamos las 2 varillas de palanca de brazo.Doble un gancho en una longitud de alambre, marcar el alambre 2 "de la base del gancho, lo cortó 2 ½" de la base del gancho (½ "a partir de su marca).
En sus marcas, doblar un ángulo de 90 º, y doblar un poco el final y (para mantener el pistón y desplazador ganchos varilla se deslice fuera). Hacer otra varilla de la misma manera.
Llene los ganchos en las barras de palanca con epoxi como lo hizo en los últimos dos ganchos.
Paso 9 - Montar el cilindro del pistón.
Una vez más, limpie el interior de su cilindro de cobre muy bien. Centrarla sobre el gran agujero que perforó en la placa superior y epoxy en su lugar.
Una vez curado, limpie el interior de la tubería con una toalla aceitado. Pruebe el pistón en él. Alinear las marcas en el pistón y el cilindro, a continuación, mover el pistón hacia arriba y hacia abajo hasta que se desplaza libremente en el cilindro.
El interior de un tubo de cobre es extruido, lo que significa que tiene crestas pequeñas que se ejecutan de su longitud.Estos deben ser emparejado con su pistón, el cual fue lanzado con estos cantos también. Basta con mover el pistón hacia arriba y hacia abajo, lentamente girando hasta que se mueva libremente.
Paso 10 - Doblar el cigüeñal.
El cigüeñal es probablemente la parte más crítica de su motor. Debe ser tan recto como sea posible, y sus levas 2 no debe ser demasiado profundo. Su leva pistón debe ser de 0,15 "-0,20" de profundidad, y su desplazador leva debe ser un poco menos de 0,25 "de profundidad.
Además, las cámaras deben ser de 90 ° fuera de fase entre sí: si uno está acostado en la mesa de trabajo, el otro debe estar de forma vertical.Probablemente no va a hacerlo bien la primera vez, así que no se preocupe.
Mida la distancia entre el pistón y el vástago del desplazador y marque su ubicación en una hoja de papel, las cuales indican que las levas de tope.
Cortar un 8 "longitud de la varilla. Doble la primera leva, utilizando los dos conjuntos de pinzas para sostener y dar forma al alambre. Doble la segunda leva de desplazamiento 90 ° respecto a la primera. Asegúrese de que el alambre todavía está plana y las levas están en la que desea ellos después de doblar. Enrolle el cable para asegurarse de que sigue siendo recto y enderezar si es necesario.
Las levas pueden ser dobladas en forma trapezoidal en lugar de rectángulos.
Paso 11 - Encolar el desplazador.
Haga un 3/32 "agujero (o un tamaño más grande que el alambre) en el centro de cada barra de gancho pegado con resina. Coloque la barra del desplazador a través de la confrontación y el agujero central de nuevo. Siembra (o empuje) la varilla en el centro exacto de la espuma discos desplazador de mesa y epoxi en su lugar. Asegúrese de que está conectado muy bien. Es un dolor real si se cae después de haber pegado el conjunto desplazador juntos.
Ahora pega la placa superior sobre el anillo desplazador. Sugiero el uso de pegamento caliente.(No usar pegamento caliente en la placa de fondo, como para que se derrita durante el funcionamiento del motor.)
Corte un 5 "longitud de tubería de PVC, a continuación, cortar por la mitad longitudinalmente. Estas piezas convertido en nuestro cigüeñal está para sostener el cigüeñal y el volante en su lugar.
Medir la altura del eje tendrá que ser - de modo que cuando la barra del desplazador se eleva hasta la mitad, el agujero de palanca de vástago está a nivel con el eje - y taladrar un agujero en cada soporte a esa altura. Te sugiero que los agujeros de perforación justo por encima y por debajo de éste, por si acaso la altura del cigüeñal debe ajustarse durante la sintonización del motor.
Finalmente, un cigüeñal epoxi pie derecho detrás del cilindro de pistón, alineado con el pistón y las varillas de desplazador. No pegue el cigüeñal contrario estar en el lugar todavía!
Paso 12 -. montaje final y las pruebas
Coloque el pistón a su brazo de palanca y deslice la palanca a su posición en el cigüeñal. Va a tomar un poco de meneo. Deslice el cigüeñal a través del agujero central del cigüeñal estar pegado abajo. A continuación, deslice el brazo de palanca de la barra del desplazador en el cigüeñal, y adjuntarlo a la barra de desplazamiento (puede que tenga que doblar el gancho inferior). Deslice el soporte de segundo cigüeñal en el eje y alinéela. Todavía no quiero pegar en su lugar hasta que hayamos terminado el ajuste del motor.
Gire el cigüeñal. ¿Hay algo que colgar? Si el pistón no bombea correctamente, ¿no alineados en la que marcó? Si no es así, retírelo y torcer el brazo de la palanca hasta que se alinee.
Al girar la barra, puede completar una rotación completa? Si no es así, seleccione el disco desplazador. ¿Se mueve todo el camino hacia arriba y hacia abajo? Si está tratando de ir demasiado alto, mueva el cigüeñal por un agujero en el soporte. Si es demasiado baja, elevarla un agujero. Si no hace una vuelta completa porque está tratando de ir demasiado alto y demasiado bajo, doble profundas levas en el cigüeñal. Doble las cámaras más profundas si no es demasiado de un hueco.
Si resulta más bien, perfore un agujero del mismo tamaño que su barra en el centro de la tapa de la mantequilla de cacahuete. Esta es su volante.Empuje sobre el extremo del cigüeñal más cercana al cilindro del pistón. Debería ser un ajuste perfecto.No pegue todavía.
También puede utilizar un CD para un volante de inercia. Sólo moldear un disco de epoxi en el centro, y perforar un orificio de fijación.
Ahora, en el momento de la verdad. Aplicar calor a la parte inferior del conjunto del desplazador.¿Funciona? Pruebe diferentes fuentes de calor: té caliente, café, velas votivas, una lata llena de alcohol.Obviamente, no se funden el desplazador anillo de plástico con demasiado calor. Gire el eje y ver qué pasa. Una dirección debería ser mucho más fácil que el otro, esta es la forma en que su motor funcione. Después de que el metal se calienta un poco, el motor no va a funcionar bien en absoluto, o lo hará tipo de movimiento pero el pistón no se mueve tan altos y bajos como podría. O que va a funcionar a la perfección.
Si el rendimiento es lento, asegúrese de que todas las juntas encoladas son herméticas. Además, asegúrese de nada se enganchen o colgar. Agregue el aceite a las piezas móviles e inténtelo de nuevo. Y, por último, trate de hacer la leva del pistón más superficial. También puedes poner cubitos de hielo en la placa fría para aumentar el diferencial de temperatura.
Paso 13 - afinarlo.
¡Funciona! Básicamente, ya está hecho, pero las cosas vamos a ajustar un poco. Revise estos problemas: la fricción, complejos, piezas sobretensionadas (tratando de obligarlos a hacer más de lo que quiere hacer), y fugas.
Agregue el aceite cuando sea necesario (no mucho), ajustar las piezas que causan problemas, y mantener todo bien sellado.
Además, es necesario para contrarrestar el desplazador. En primer lugar, vaya por delante y pegar el segundo cigüeñal retirarse, y la cola del volante al cigüeñal. Consiga sus pesos ventilador (o centavos) y se adhieren a varios puntos de la rueda (uso doble vara de cinta) hasta que encuentre el sitio adecuado que ofrecen el mejor rendimiento.
¿Cómo funciona?
Comience empujando el aire hacia el lado caliente del motor, haciendo girar el volante para elevar el desplazador.
El aire se calienta y se expande, aumentando la presión dentro del motor y fuerza el pistón hacia arriba (un golpe).
El desplazador cae, moviendo el aire al lado frío.
El aire se enfría y se contrae, disminuyendo la presión en el motor y chupando el pistón hacia abajo (un golpe).
El desplazador se eleva, desplazando el aire de nuevo al lado caliente de nuevo.
Y el ciclo se repite. El desplazador no está haciendo realmente un trabajo, es simplemente ocupando espacio para mover el aire hacia un lado o el otro, de modo que la calefacción y la refrigeración se puede hacer el trabajo.
Construcción y operación de Consejos
La construcción de un motor Stirling puede ser un verdadero desafío. Si usted realiza este proyecto, tómese su tiempo. Sea paciente. Revise cuidadosamente todas las instrucciones, ver el video y leer la discusión de la versión Instructables antes de empezar a trabajar. Aquí hay algunos consejos para aumentar sus probabilidades de éxito:
El pistón puede ser difícil de fundir. No trate de mezclar el epoxi en el cilindro. Mezclar fuera de ella, luego se vierte pulg Puede tomar varios intentos.
Engrase el cilindro antes de la colada.
El pistón debe quedar ajustado en el cilindro pero no demasiado fuerte, y no debe deslizarse libremente. Surcos Recuerde que el tubo de cobre ha colado en ella que el pistón fundido deben viajar pulg
Las fugas son su enemigo. Asegúrese de que todo - la cámara del desplazador, el pistón del cilindro - es lo más hermética posible.
La fricción es su otro enemigo. Asegúrese de que las barras del cigüeñal y la palanca de viajar sin problemas y frictionlessly posible.
Desea que las 2 placas de desplazador tener el mayor diferencial de temperatura posible (alrededor de 200 ° F). Trate de poner hielo en la placa fría.
Este proyecto apareció por primera vez en Poné Volumen 17 , página 68.
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