Der Begriff „Dampfmaschine“erinnert oft an die Dampfmaschine einer Stanley Steamer-Lokomotive oder eines Autos, aber diese Maschinen haben viel mehr Verwendungszwecke als nur den Transport. Die Dampfmaschine, die vor etwa zwei Jahrtausenden in ihrer grundlegendsten Form erfunden wurde, hat sich in den letzten drei Jahrhunderten zur Hauptenergiequelle entwickelt, wobei Dampfturbinen derzeit 80% der elektrischen Energie der Welt oder mehr erzeugen. Um mehr über die physikalischen Kräfte zu erfahren, die in einer Dampfmaschine wirken, bauen Sie Ihre eigene Dampfmaschine mit Materialien, die Sie zu Hause haben, und verwenden Sie eine der Methoden in diesem Artikel! Siehe Schritt 1 unten, um zu beginnen.
Schritt
Methode 1 von 2: Herstellen einer Dampfmaschine aus einer Getränkedose (für Kinder)
Schritt 1. Schneiden Sie die Aluminiumdose ca. 6,35 cm zu
Verwenden Sie eine Bleischere oder eine große Schere, um saubere horizontale Schnitte etwa 1/3 der Dose von unten zu machen.
Schritt 2. Falten und drücken Sie den Umfang des Teils mit einer Zange
Falten Sie den Umfang der angeschnittenen Dose leicht nach innen, damit die Kanten nicht scharf sind. Passen Sie auf, dass Sie sich dabei nicht verletzen.
Schritt 3. Drücken Sie von innen auf den Boden der Dose, um sie flach zu drücken
Die meisten Getränkedosen haben einen kreisförmigen Boden, der sich in das Innere der Dose wölbt. Drücken Sie die Krümmung des Dosenbodens heraus, indem Sie sie mit dem Finger flach drücken oder den Boden eines kleinen Glases oder Glases zum Glätten verwenden.
Schritt 4. Machen Sie in der Dose zwei Löcher in entgegengesetzter Richtung im Abstand von 1,3 cm von der Oberseite
Dazu können Sie einen Locher verwenden oder mit Nagel und Hammer Löcher stanzen. Sie benötigen einen Lochdurchmesser größer als 3,2 mm.
Schritt 5. Stellen Sie die Teelichtkerze in die Mitte der Dose
Drücken Sie die Folie zusammen und legen Sie sie unter und um die Kerze herum, um das Wachs an Ort und Stelle zu halten. Teelichtkerzen haben kleine Blechdosen, damit das Wachs nicht schmilzt und über die Aluminiumdose läuft.
Schritt 6. Rollen Sie die Mitte des Kupferschlauchs 15, 3-20, 3 cm lang mit einem Bleistift zwei- bis dreimal zu einer Spule
Der 1/8-Zoll-Schlauch lässt sich leicht um den Bleistift rollen. Du musst genügend Spiralschlauch bereitstellen, um durch die beiden Löcher oben in der Dose zu gleiten, plus etwa 5 Zoll (5 Zoll) geraden Schlauch auf jeder Seite.
Schritt 7. Führen Sie beide Enden des Schlauchs durch die Löcher in der Dose
So anordnen, dass sich die Spule auf dem Kerzendocht befindet. Stellen Sie sicher, dass die Länge des geraden Schlauchs, der an jeder Seite der Dose herauskommt, gleich ist.
Schritt 8. Biegen Sie beide Enden des Schlauchs mit einer Zange heraus, um einen 90-Grad-Winkel zu erhalten
Biegen Sie den geraden Abschnitt des Schlauchs so, dass er auf jeder Seite der Dose in entgegengesetzte Richtungen verläuft. Dann biegen Sie es wieder, so dass sie den Boden der Dose berühren. In diesem Fall sollte sich der spiralförmige Teil des Schlauchs in der Mitte der Kerze befinden und die Schläuche auf beiden Seiten der Dose nach unten zeigen.
Schritt 9. Stellen Sie die Dose in ein Wasserbecken, wobei beide Enden des Schlauchs in das Wasser eingetaucht sind
Ihr "Schiff" sollte bequem schweben. Wenn das Ende des Schlauchs das Wasser nicht berührt, fügen Sie ein wenig Gewicht hinzu, damit die Dose tiefer unter dem Wasser ist, aber achten Sie darauf, dass sie nicht versinkt.
Schritt 10. Füllen Sie den Schlauch mit Wasser
Am einfachsten geht das, indem du ein Ende des Schlauches ins Wasser tauchst und das andere Ende ansaugst, sodass das Wasser durch den Schlauch fließt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Schlauchloch mit dem Finger festzuhalten und Wasser aus dem Wasserhahn zum offenen Ende zu führen.
Schritt 11. Zünden Sie die Kerze an
Mit der Zeit erwärmt sich das Wasser im Schlauch und beginnt zu kochen. Wenn das Wasser zu Dampf wird, werden die beiden offenen Enden des Schlauchs wie ein „Düsentriebwerk“, wodurch die Dose im Becken herumwirbelt.
Methode 2 von 2: Herstellen einer Dampfmaschine aus einer Farbdose (für Erwachsene)
Schritt 1. Machen Sie ein rechteckiges Loch in der Nähe des Bodens der Gallonen-Farbdose
Markieren Sie ein Rechteck von 1 x 5 cm horizontal auf der Seite der Dose in der Nähe des Bodens.
Bitte beachten Sie, dass Sie für diese Farbdosen (und alle verwendeten Dosen) sicherstellen müssen, dass nur Farbdosen jemals Latexfarbe enthalten haben und vor Gebrauch gründlich mit Seife und Wasser gewaschen werden müssen
Schritt 2. Schneiden Sie das Aluminiumgitter 12 x 24 cm zu
Biegen Sie 6 cm des Netzes auf beiden Seiten des 24 cm Abschnitts, um einen 90. Winkel zu bildenÖ. Dadurch entsteht eine 12 x 12 cm große quadratische "Plattform" mit 6 cm "Beine". Legen Sie dieses Netz in die Farbdose und positionieren Sie die "Beine" nach unten, parallel zu den Kanten des von Ihnen gemachten Lochs.
Schritt 3. Machen Sie Belüftungslöcher im Halbkreis des Dosendeckels
Später verbrennen Sie die Holzkohle in dieser Dose, um Ihre Dampfmaschine anzutreiben. Wenn die Holzkohle keine stabile Sauerstoffversorgung hat, verbrennt sie nicht richtig. Machen Sie Belüftungslöcher, indem Sie Löcher mit halbkreisförmigen Löchern um den Dosendeckel stanzen.
Diese Belüftungslöcher sollten einen Durchmesser von etwa 1 cm haben
Schritt 4. Machen Sie eine Spule aus Kupferschlauch Nehmen Sie einen 6 Meter langen weichen Kupferschlauch mit einem Durchmesser von 0,6 cm und messen Sie 30 cm vom Ende
Rollen Sie den Schlauch von diesem Punkt aus in fünf Windungen mit einem Durchmesser von 12 cm und die restlichen in 15 Windungen mit einem Durchmesser von 8 cm. Sie haben noch etwa 20 cm übrig.
Schritt 5. Führen Sie beide Schlauchenden durch die Belüftungslöcher im Dosendeckel
Biegen Sie die beiden Enden des Schlauchs so, dass sie beide nach oben zeigen, und führen Sie jedes Ende des Schlauchs in die Belüftungsöffnung am Dosendeckel ein, bis das Ende herausspringt. Wenn der Schlauch nicht lang genug ist, müssen Sie möglicherweise eine der Spulen entfernen.
Schritt 6. Legen Sie die Rollen und die Holzkohle in die Dose
Legen Sie die Rolle auf die Netzmatte. Füllen Sie den Raum um und innerhalb des Umfangs der Rolle mit Holzkohlebriketts. Verschließen Sie die Dose fest.
Schritt 7. Bohren Sie ein Schlauchloch in die kleinere Farbdose
Bohren Sie in die Mitte des Deckels der Viertel-Gallonen-Dose ein Loch von 1 cm Durchmesser. Bohren Sie an den Seiten der Dose zwei weitere Löcher mit einem Durchmesser von 1 cm – eines in der Nähe des Bodens und eines oben in der Nähe des Deckels.
Schritt 8. Stecken Sie den Kork-Kunststoffschlauch in die Seite der kleinen Dose
Mit dem Ende des Kupferschlauchs ein Loch in die Mitte der beiden Korken bohren. Stecken Sie einen 25 cm langen, harten Kunststoffschlauch in einen der Korken und 10 cm in den anderen, so dass er eng anliegt und etwas aus dem anderen Ende des Korkens herausragt. Stecken Sie den Kork mit dem längeren Schlauch in das untere Loch der kleinen Dose und den Korken mit dem kürzeren Schlauch in das obere Loch. Ziehen Sie die Schläuche an beiden Korken mit Schlauchschellen fest.
Schritt 9. Verbinden Sie den großen verzinnten Kupferschlauch mit dem kleinen verzinnten Kunststoffschlauch
Stellen Sie die kleine Dose auf die große Dose mit dem Korkschlauch entgegen der Belüftungsöffnung auf der Hälfte des großen Dosendeckels. Verwenden Sie Aluminiumband, um das untere Ende des Plastikschlauchs an dem Kupferschlauch zu befestigen, der sich von der Entlüftung der großen Dose erstreckt. Befestigen Sie dann den Kork-Kunststoffschlauch oben an der kleinen Dose auf die gleiche Weise an dem Kupferschlauch, der aus der großen Dose herausragt.
Schritt 10. Stecken Sie das Kupferrohr in eine Anschlussdose
Verwenden Sie einen Hammer und einen Schraubendreher, um Löcher in die Mitte der elektrischen Anschlussdose aus Metall zu stanzen. Nehmen Sie die Stromkabelklemme, die sich in der Anschlussdose befindet. 15 cm Kupferrohr mit 1,3 cm Durchmesser durch die entnommene Kabelschelle stecken, die mitgenommene Kabelschelle an das Kupferrohr außerhalb der Anschlussdose so anziehen, dass das Rohr einige Zentimeter über der Anschlussdose steckt. Schlagen Sie mit einem Hammer auf den Hohlraum am Ende des Rohrs, der nach unten zeigt, um das Loch zu verengen. Stecken Sie das Rohrende mit der schmalen Vertiefung durch den Deckel der kleinen Dose.
Schritt 11. Stecken Sie den Grillspieß in die Holzdübelstange
Nehmen Sie einen handelsüblichen Grillspieß und stecken Sie ihn in eine hohle Holzdübelstange von 1,5 cm Länge und 0,95 cm Durchmesser. Stecken Sie die Dübelstange und den Grillspieß so in das Kupferrohr in der Anschlussdose, dass der Grillspieß nach oben zeigt.
Grillstäbchen und Dübelstangen werden bei laufendem Motor zu „Kolben“. Damit die Kolbenbewegung gut sichtbar ist, müssen Sie möglicherweise eine Papierfahne auf einen Grillspieß kleben
Schritt 12. Bereiten Sie die Maschine für den Betrieb vor
Entfernen Sie zuerst den Kolbenanschlusskasten von der Oberseite der kleinen Dose und füllen Sie die kleine Dose mit Wasser, so dass es zu den Kupferspulen fließen kann, bis das Wasser 2/3 der kleinen Dose füllt. Überprüfen Sie alle Anschlüsse auf Undichtigkeiten und stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen fest sind. Sichern Sie die Deckel der beiden Dosen mit einem Hammer. Bringen Sie die Anschlussdose wieder an die Stelle auf dem kleinen Blechbeutel.
Schritt 13. Lassen Sie den Motor laufen
Zerknüllen Sie alte Zeitungsrollen und legen Sie sie in den mit Aluminiumgitter überzogenen Raum an der Unterseite der Maschine. Wenn die Holzkohle brennt, lassen Sie die Briketts etwa 20-30 Minuten brennen. Solange das Wasser in der Rolle erhitzt wird, entweicht der Dampf in die obere Dose. Wenn dieser Dampf einen ausreichenden Druck erreicht, drückt er den Dübel und den Grillspieß nach oben. Nachdem der Druck abgelassen wurde, kehrt der Kolben aufgrund der Schwerkraft nach unten zurück. Reduzieren Sie die Länge des Grillspießes so weit wie nötig, um das Gewicht des Kolbens zu reduzieren – je leichter er ist, desto öfter „geht der Kolben nach oben“. Versuchen Sie, die Länge des Grillspießes so weit zu reduzieren, dass sich der Kolben in gleichmäßigem Tempo "bewegt".
Sie können den Brennvorgang beschleunigen, indem Sie einen Haartrockner verwenden, den Sie durch die Lüftungsöffnung zeigen
Schritt 14. Seien Sie vorsichtig
Dass eine selbstgebaute Dampfmaschine eine sorgfältige Handhabung und Bedienung erfordert, versteht sich von selbst. Lassen Sie niemals eine Dampfmaschine in Innenräumen laufen. Stellen Sie es nicht in der Nähe von brennbaren Materialien wie trockenen Blättern oder baumelnden Blättern auf. Nur auf harten, nicht brennbaren Untergründen wie Beton betreiben. Wenn Sie mit Kindern arbeiten, stellen Sie sicher, dass sie immer von einem Erwachsenen beobachtet werden. Erlauben Sie Kindern oder Jugendlichen nicht, sich dem Motor zu nähern, während die Holzkohle brennt. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie heiß der Motor ist, gehen Sie einfach davon aus, dass er zu heiß zum Anfassen ist.
Stellen Sie außerdem sicher, dass Dampf durch den oberen „Kessel“entweichen kann. Wenn der Kolben aus irgendeinem Grund klemmt, kann sich in der kleinen Dose Druck aufbauen. Im schlimmsten Fall könnte die Dampfmaschine explodieren und könnte sehr gefährlich.
Tipps
Stellen Sie die Sodadose-Dampfmaschine in ein Plastikgefäß, wobei beide Schläuche nach hinten und ins Wasser zeigen, um ein dampfbetriebenes Spielzeug herzustellen. Sie können eine einfache Bootsform aus einer Plastik-Soda-Flasche oder einer Waschseifen-Flasche für ein „umweltfreundliches“Projekt herstellen
Warnung
- Sie müssen die Maschine warten, wenn sie nicht verwendet wird. Richten Sie die Schlauchspitze nicht auf Personen, da heißer Dampf oder Wasser ein brennendes Gefühl verursachen können.
- Schließen Sie den Kupferschlauch nicht anders an, als die Enden in Wasser zu tauchen. Obwohl es selten vorkommt, kann übermäßiger Druck zum Platzen des Schlauchs und zu Verletzungen führen.
- Verwenden Sie unbedingt eine Zange, Zange oder Ofenhandschuhe, um die Maschine während des Betriebs zu halten.
- Versuchen Sie nicht, eine kompliziertere Dampfmaschine mit einem Kessel zu bauen, es sei denn, Sie verstehen, wie es funktioniert. Eine noch so kleine Kesselexplosion kann zu Verletzungen führen.
