วลี "รถจักรไอน้ำ" มักจะชวนให้นึกถึงเครื่องยนต์ไอน้ำของหัวรถจักรหรือรถยนต์ของสแตนลีย์ สตีมเมอร์ แต่เครื่องจักรเหล่านี้มีประโยชน์มากกว่าแค่การคมนาคมขนส่ง เครื่องจักรไอน้ำซึ่งถูกประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในรูปแบบพื้นฐานที่สุดเมื่อประมาณสองพันปีที่แล้ว ได้กลายเป็นแหล่งพลังงานหลักในช่วงสามศตวรรษที่ผ่านมา โดยกังหันไอน้ำในปัจจุบันผลิตพลังงานไฟฟ้า 80% ของโลกหรือมากกว่านั้น เพื่อทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับแรงทางกายภาพในการทำงานของเครื่องจักรไอน้ำ ให้สร้างเครื่องจักรไอน้ำของคุณเองด้วยวัสดุที่คุณมีที่บ้านโดยใช้วิธีใดวิธีหนึ่งในบทความนี้! ดูขั้นตอนที่ 1 ด้านล่างเพื่อเริ่มต้น
ขั้นตอน
วิธีที่ 1 จาก 2: การสร้าง Steam Engine จากกระป๋องโซดา (สำหรับเด็ก)
ขั้นตอนที่ 1. ตัดกระป๋องอลูมิเนียมประมาณ 6.35 ซม
ใช้กรรไกรตะกั่วหรือกรรไกรขนาดใหญ่ตัดในแนวนอนอย่างเรียบร้อยประมาณ 1/3 ของกระป๋องจากด้านล่าง
ขั้นตอนที่ 2 พับและกดเส้นรอบวงของชิ้นงานด้วยคีม
พับเส้นรอบวงของกระป๋องที่ผ่าเข้าด้านในเล็กน้อยเพื่อไม่ให้ขอบคม ระวังอย่าทำร้ายตัวเองขณะทำเช่นนี้
ขั้นตอนที่ 3 ดันก้นกระป๋องจากด้านในให้แบน
กระป๋องโซดาส่วนใหญ่มีฐานเป็นวงกลมที่โค้งเข้าด้านในของกระป๋อง ดันส่วนโค้งของก้นกระป๋องออกโดยใช้นิ้วแบนหรือใช้ก้นแก้วหรือเหยือกเล็กๆ เกลี่ยให้เรียบ
ขั้นตอนที่ 4 ทำสองรูในทิศทางตรงกันข้ามในกระป๋องที่ระยะ 1.3 ซม. จากด้านบน
คุณสามารถใช้ที่เจาะรูเพื่อทำสิ่งนี้ หรือจะเจาะรูด้วยตะปูและค้อนก็ได้ คุณต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางรูที่มากกว่า 3.2 มม.
ขั้นตอนที่ 5. วางเทียนทีไลท์ไว้ตรงกลางกระป๋อง
บีบฟอยล์แล้ววางใต้และรอบ ๆ เทียนเพื่อยึดแว็กซ์เข้าที่ เทียนทีไลท์มีภาชนะดีบุกขนาดเล็ก ดังนั้นขี้ผึ้งจะไม่ละลายและหกทับกระป๋องอลูมิเนียม
ขั้นตอนที่ 6 ม้วนแกนกลางของท่อทองแดง 15, 3-20, 3 ซม. ยาวด้วยดินสอสองถึงสามครั้งเพื่อทำขดลวด
สายยางขนาด 1/8 นิ้วจะหมุนรอบดินสอได้ง่าย คุณจะต้องเตรียมท่อขดให้เพียงพอเพื่อเลื่อนผ่านรูสองรูที่ด้านบนของกระป๋อง บวกกับท่อตรงยาวประมาณ 5 นิ้ว (5.1 ซม.) ในแต่ละด้าน
ขั้นตอนที่ 7. ใส่ปลายท่อทั้งสองข้างผ่านรูในกระป๋อง
จัดเรียงให้ขดลวดอยู่บนไส้เทียน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความยาวของท่อตรงที่ยื่นออกมาในแต่ละด้านของกระป๋องนั้นเท่ากัน
ขั้นตอนที่ 8 งอปลายทั้งสองของท่อด้วยคีมเพื่อทำมุม 90 องศา
งอส่วนตรงของท่อเพื่อให้ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับแต่ละด้านของกระป๋อง จากนั้นงออีกครั้งเพื่อให้แตะก้นกระป๋อง ถ้าเป็นเช่นนั้น ส่วนเกลียวของท่อควรอยู่ตรงกลางของเทียนและท่อทั้งสองด้านของกระป๋องคว่ำลง
ขั้นตอนที่ 9 วางกระป๋องลงในอ่างน้ำโดยให้ปลายทั้งสองข้างของท่อจุ่มลงในน้ำ
"เรือ" ของคุณควรลอยได้อย่างสบาย หากปลายท่อไม่สัมผัสกับน้ำ ให้เพิ่มน้ำหนักเล็กน้อยเพื่อให้กระป๋องอยู่ใต้น้ำ แต่ระวังอย่าให้จม
ขั้นตอนที่ 10. เติมน้ำในท่อ
วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือ คุณสามารถวางปลายท่อด้านหนึ่งลงในน้ำและดูดปลายอีกด้านเพื่อให้น้ำไหลผ่านท่อ อีกวิธีหนึ่งคือใช้นิ้วกดรูท่อหนึ่งรู แล้วใส่น้ำจากก๊อกไปที่ปลายเปิด
ขั้นตอนที่ 11 จุดเทียน
เมื่อเวลาผ่านไป น้ำในท่อจะร้อนขึ้นและเริ่มเดือด เมื่อน้ำกลายเป็นไอน้ำ ปลายเปิดทั้งสองของสายยางจะกลายเป็นเหมือน "เครื่องยนต์ไอพ่น" ทำให้กระป๋องหมุนไปรอบๆ ในอ่าง
วิธีที่ 2 จาก 2: การสร้าง Steam Engine จากกระป๋องสี (สำหรับผู้ใหญ่)
ขั้นตอนที่ 1 ทำรูสี่เหลี่ยมใกล้กับด้านล่างของกระป๋องสีแกลลอน
ทำเครื่องหมายสี่เหลี่ยมขนาด 1 x 5 ซม. ตามแนวนอนที่ด้านข้างของกระป๋องใกล้ด้านล่าง
โปรดทราบว่าสำหรับกระป๋องสีเหล่านี้ (และกระป๋องใดๆ ที่ใช้) คุณต้องแน่ใจว่ามีเพียงกระป๋องสีเท่านั้นที่เคยใส่สีน้ำยาง และต้องล้างให้สะอาดด้วยสบู่และน้ำก่อนใช้งาน
ขั้นตอนที่ 2. ตัดตะแกรงอลูมิเนียม 12 x 24 ซม
งอตาข่าย 6 ซม. ทั้งสองด้านของส่วน 24 ซม. ให้เป็นมุม 90 องศาo. สิ่งนี้จะสร้าง "แพลตฟอร์ม" สี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 12 x 12 ซม. พร้อม "ขา" 6 ซม. วางตาข่ายนี้ลงในกระป๋องสี โดยวาง "ขา" คว่ำหน้าลง โดยขนานกับขอบของรูที่คุณทำ
ขั้นตอนที่ 3 ทำรูระบายอากาศในครึ่งวงกลมของฝากระป๋อง
ต่อมา คุณจะเผาถ่านในกระป๋องนี้เพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักรไอน้ำของคุณ หากถ่านไม่มีออกซิเจนคงที่ ถ่านก็จะเผาไหม้ไม่ถูกต้อง ทำรูระบายอากาศโดยเจาะรูรอบฝากระป๋องเป็นรูครึ่งวงกลม
รูระบายอากาศเหล่านี้ควรมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 ซม
ขั้นตอนที่ 4. ทำม้วนท่อทองแดง ใช้ท่อทองแดงอ่อนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.6 ซม. ยาว 6 เมตร วัดจากปลายท่อ 30 ซม
จากจุดนี้ ม้วนท่อเป็นขดลวดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ซม. 5 เส้น ม้วนส่วนที่เหลือเป็นขดลวดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 8 ซม. คุณจะเหลือประมาณ 20 ซม.
ขั้นตอนที่ 5. สอดปลายท่อทั้งสองข้างผ่านรูระบายอากาศที่ฝาปิดกระป๋อง
งอปลายทั้งสองข้างของท่อ โดยให้ทั้งสองหงายขึ้น แล้วสอดปลายท่อแต่ละด้านเข้าไปในรูระบายอากาศบนฝากระป๋องจนกระทั่งปลายโผล่ออกมา หากสายยางยาวไม่พอ คุณอาจต้องถอดคอยล์ตัวใดตัวหนึ่งออก
ขั้นตอนที่ 6. ใส่ม้วนและถ่านลงในกระป๋อง
วางม้วนบนเสื่อตาข่าย เติมช่องว่างรอบๆ และภายในเส้นรอบวงของม้วนด้วยถ่านอัดแท่ง ปิดฝากระป๋องให้แน่น
ขั้นตอนที่ 7 เจาะรูท่อในกระป๋องสีที่เล็กกว่า
เจาะรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. ที่กึ่งกลางฝากระป๋องหนึ่งแกลลอน ที่ด้านข้างของกระป๋อง ให้เจาะรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. เพิ่มอีก 2 รู โดยรูหนึ่งอยู่ใกล้ด้านล่างและอีกรูหนึ่งที่ด้านบนใกล้กับฝาปิด
ขั้นตอนที่ 8. ใส่ท่อพลาสติกจุกไม้ก๊อกที่ด้านข้างของกระป๋องขนาดเล็ก
ใช้ปลายท่อทองแดงทำรูตรงกลางจุกทั้งสอง สอดสายยางพลาสติกแข็งยาว 25 ซม. เข้าไปในจุกไม้ก๊อกอันใดอันหนึ่ง และอีก 10 ซม. เข้าที่จุกอีกอันหนึ่งเพื่อให้เข้าที่พอดีและยืดออกจากปลายอีกด้านของจุกไม้ก๊อกเล็กน้อย ใส่จุกไม้ก๊อกด้วยสายยางที่ยาวกว่าเข้าไปในรูด้านล่างของกระป๋องขนาดเล็ก และจุกไม้ก๊อกที่มีสายยางสั้นกว่าเข้าไปในรูด้านบน ขันท่อให้แน่นบนจุกทั้งสองโดยใช้แคลมป์ยึดท่อ
ขั้นตอนที่ 9 ต่อท่อทองแดงกระป๋องขนาดใหญ่เข้ากับท่อพลาสติกกระป๋องขนาดเล็ก
วางกระป๋องขนาดเล็กไว้บนกระป๋องขนาดใหญ่โดยให้สายยางไม้ก๊อกไปในทิศทางตรงกันข้ามกับช่องระบายอากาศที่ครึ่งหนึ่งของฝากระป๋องขนาดใหญ่ ใช้เทปอะลูมิเนียมยึดปลายท่อพลาสติกด้านล่างเข้ากับท่อทองแดงที่ยื่นออกมาจากช่องระบายอากาศของกระป๋องขนาดใหญ่ จากนั้นยึดท่อพลาสติกจุกที่ด้านบนของกระป๋องขนาดเล็กกับท่อทองแดงที่ยื่นออกมาจากกระป๋องขนาดใหญ่ในลักษณะเดียวกัน
ขั้นตอนที่ 10. ใส่ท่อทองแดงลงในกล่องรวมสัญญาณ
ใช้ค้อนและไขควงเจาะรูตรงกลางกล่องรวมสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นโลหะ นำแคลมป์สายไฟที่อยู่ในกล่องรวมสัญญาณ สอดท่อทองแดงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. ผ่านแคลมป์จับสายไฟที่ยึดไว้ ขันแคลมป์สายไฟที่ยึดเข้ากับท่อทองแดงนอกกล่องรวมสัญญาณให้แน่นเพื่อให้ท่อติดอยู่เหนือกล่องรวมสัญญาณสองสามเซนติเมตร ตีโพรงที่ปลายท่อโดยคว่ำหน้าลงด้วยค้อนเพื่อทำให้รูแคบลง สอดปลายท่อโดยให้ช่องแคบผ่านฝากระป๋องขนาดเล็ก
ขั้นตอนที่ 11 ใส่ไม้เสียบบาร์บีคิวลงในแกนเดือยไม้
นำไม้เสียบบาร์บีคิวมาตรฐานแล้วเสียบเข้าไปในแท่งเดือยไม้กลวง ยาว 1.5 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.95 ซม. วางแกนเดือยและไม้เสียบบาร์บีคิวลงในท่อทองแดงในกล่องรวมสัญญาณ โดยให้ไม้เสียบบาร์บีคิวหงายขึ้น
แท่งบาร์บีคิวและแท่งเดือยจะกลายเป็น "ลูกสูบ" เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน เพื่อให้มองเห็นการเคลื่อนไหวของลูกสูบได้ง่าย คุณอาจต้องติดกระดาษ "ธง" ไว้บนไม้เสียบบาร์บีคิว
ขั้นตอนที่ 12. เตรียมเครื่องสำหรับการใช้งาน
ขั้นแรกให้ถอดกล่องแยกลูกสูบออกจากด้านบนของกระป๋องขนาดเล็กและเติมน้ำในกระป๋องขนาดเล็ก ปล่อยให้มันไหลไปทางขดลวดทองแดงจนน้ำเต็ม 2/3 ของกระป๋องขนาดเล็ก ตรวจสอบการรั่วของตัวเชื่อมต่อทั้งหมด และตรวจดูให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดแน่น ใช้ค้อนทุบฝากระป๋องทั้งสองให้แน่น นำกล่องรวมสัญญาณกลับไปยังจุดบนถุงดีบุกขนาดเล็ก
ขั้นตอนที่ 13 สตาร์ทเครื่องยนต์
ขยำม้วนหนังสือพิมพ์เก่าแล้ววางลงในช่องตาข่ายอะลูมิเนียมที่ด้านล่างของเครื่อง เมื่อถ่านไหม้ ให้ปล่อยให้ถ่านอัดแท่งไหม้ประมาณ 20-30 นาที ตราบใดที่น้ำในม้วนถูกทำให้ร้อน ไอน้ำก็จะไหลเข้าไปในกระป๋องด้านบน เมื่อไอน้ำนี้มีแรงดันเพียงพอ มันจะดันเดือยและไม้เสียบบาร์บีคิวขึ้น หลังจากปล่อยแรงดัน ลูกสูบจะกลับสู่ด้านล่างเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ลดความยาวของไม้เสียบบาร์บีคิวให้มากเท่าที่จำเป็นเพื่อลดน้ำหนักของลูกสูบ ยิ่งเบา ลูกสูบยิ่ง "ขึ้น" บ่อยขึ้น ลองลดความยาวของไม้เสียบบาร์บีคิวจนถึงจุดที่ลูกสูบ "เคลื่อนที่" ด้วยความเร็วคงที่
คุณสามารถเร่งกระบวนการเผาไหม้ได้โดยใช้เครื่องเป่าผมที่คุณชี้ผ่านช่องระบายอากาศ
ขั้นตอนที่ 14. ระวัง
มันไปโดยไม่บอกว่าเครื่องจักรไอน้ำที่ผลิตเองต้องใช้ความระมัดระวังและการใช้งาน ห้ามใช้เครื่องจักรไอน้ำภายในอาคาร ห้ามวางใกล้วัสดุที่ติดไฟได้ เช่น ใบไม้แห้ง หรือใบไม้ห้อย ใช้งานบนพื้นผิวที่แข็งและไม่ติดไฟเท่านั้น เช่น คอนกรีต หากคุณทำงานกับเด็ก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้ใหญ่กำลังเฝ้าดูพวกเขาอยู่ตลอดเวลา อย่าให้เด็กหรือวัยรุ่นเข้าใกล้เครื่องยนต์ในขณะที่ถ่านกำลังไหม้ หากคุณไม่แน่ใจว่าเครื่องยนต์ร้อนแค่ไหน ก็ถือว่าร้อนเกินกว่าจะสัมผัสได้
ตรวจสอบให้แน่ใจด้วยว่าไอน้ำสามารถไหลผ่าน "หม้อไอน้ำ" ด้านบนได้ หากลูกสูบติดขัดด้วยเหตุผลบางประการ แรงดันอาจสะสมในกระป๋องขนาดเล็กได้ ที่เลวร้ายที่สุด เครื่องจักรไอน้ำสามารถระเบิดและกลายเป็น มาก อันตราย.
เคล็ดลับ
วางเครื่องยนต์ไอน้ำอัดฉีดลงในภาชนะพลาสติก โดยให้ท่อทั้งสองหันกลับไปและลงไปในน้ำเพื่อทำของเล่นที่ใช้ไอน้ำ คุณสามารถสร้างรูปทรงเรือง่ายๆ จากขวดโซดาพลาสติกหรือขวดสบู่ซักผ้าสำหรับโครงการ "เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม"
คำเตือน
- คุณต้องบำรุงรักษาเครื่องเมื่อไม่ใช้งาน ห้ามชี้ปลายท่อไปที่ใคร เพราะไอน้ำร้อนหรือน้ำอาจทำให้เกิดอาการแสบร้อนได้
- อย่าเสียบท่อทองแดงด้วยวิธีอื่นใดนอกจากการจุ่มปลายท่อลงในน้ำ แม้ว่าแรงดันที่มากเกินไปจะเกิดได้ยาก แต่อาจทำให้ท่อแตกและทำให้เกิดการบาดเจ็บได้
- อย่าลืมใช้แหนบ คีม หรือถุงมือเตาอบเพื่อจับเครื่องขณะทำงาน
- อย่าพยายามสร้างเครื่องจักรไอน้ำที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยหม้อไอน้ำ เว้นแต่คุณจะเข้าใจวิธีการทำงาน การระเบิดของหม้อต้มไม่ว่าจะเล็กแค่ไหนก็สามารถทำให้เกิดการบาดเจ็บได้
