Простая паровая турбина
Герон Александрийский построил первую паровую турбину около 60 г. В имеющихся энциклопедиях это устройство кратко описывается следующим образом: «Оно состояло из раскалённого огнем котла, поддерживаемого крылатыми существами, и собственно турбины в виде шара, укреплённого на оси».
Турбина представляет собой шарообразный резервуар с богатой резьбой. По его окружности расположены два сопла, направленные в противоположные стороны. Под котлом помещалась горелка в виде рога, поддерживаемая слугой в каске. Когда вода в котле закипает, образующийся пар направляется к шару через полые оси. Пар выходит из шара через сопла. Силы отдачи, вызванные вытеканием пара из сопел, действуют в том же направлении, но в противоположном направлении. Тем самым они создают тягу и заставляют шар вращаться.
В древности изобретение Герона не нашло практического применения. На протяжении многих столетий его турбина оставалась скорее лишь технической диковинкой или игрушкой, не имеющей практического применения. На Героне, который был математиком, физиком, изобретателем и конструктором, мы не разу не разочаровались, даже когда построили по его проекту водяной домкрат, т.е. фонтан. В этот раз мы займемся постройкой паровой турбины, но немного упрощенной и адаптированной под наши нужды и возможности.
Материалы: доска, круглая или прямоугольная полоска, латунная трубка диаметром 6 миллиметров, проволока из мягкой стали, веревка или шпагат, пробка, алюминиевый флакон с лекарством, небольшая банка или стеклянная банка, например, томатного пюре, ватная палочка, а топливом будет денатурат. Если мы решим не делать горелку, давайте купим белое туристическое топливо в кубах. Для окраски некоторых частей инструмента будет использована хромовая аэрозольная краска.
Инструменты: дрель, пила по дереву, наждачная бумага, слесарные тиски, монтажные клещи, клеевой пистолет с горячим клеем.
Штатив: Основание устройства представляет собой планку размером 170х120х12 мм или аналогичную.Основание штатива должно обеспечивать устойчивость по весу и размеру.Вертикальная планка имеет длину 500 мм и диаметр 7 мм. К этому отверстию приклейте полоску горячего клея из клеевого пистолета, чтобы получилась тренога. Чтобы придать ему устойчивость и прочность, мы можем укрепить его двумя палочками от шпажек. В моем случае в этом не было необходимости. Горизонтальная полоса имеет длину 150 миллиметров. Соединим его с вертикальным при помощи дополнительного блока размерами 30х30х30 миллиметров с просверленными отверстиями, как показано на картинках. Одно из отверстий просверливается вертикально, а другое перпендикулярно первому. Все постоянно крепится горячим клеем.
Турбина. Начнем с поиска алюминиевого флакона, например, лекарства диаметром 20 миллиметров. i Подгоняем винную пробку, но из настоящей пробки, или вырезаем пробку и ошкуриваем пробку пробкой из мягкого дерева.В пробке надо просверлить два отверстия одно рядом с другим для насадок.. миллиметра . Видно на чертеже. Наконец, перпендикулярно между этими отверстиями просверливаем отверстие диаметром 120 мм на расстоянии 6 мм от верхней поверхности пробки. Через это отверстие продеваем проволоку, на которую будем вешать турбину.Прежде чем это произойдет, покрасьте пузырек и крышку банки из-под томатного пюре хромовой краской. Дайте обеим вещам спокойно высохнуть и приступим к самой сложной части работы, т.е. к изготовлению насадки.
Форсунки. Согнем их из двух труб или медной латуни диаметром 6 миллиметров. Каждая из двух секций должна иметь длину 120 миллиметров. Перед сгибанием обе трубки заполняются сухим песком. Если у нас нет сухого чистого песка, можно использовать поваренную соль. Трубки закупориваются пробкой, например, из резной полоски, наполненной солью и закупориваемой пробкой с другой стороны. Теперь мы можем сгибать нашу трубку под прямым углом, не опасаясь, что трубка потеряет проходимость на изгибе. Согните трубы с помощью тисков, молотка и плоскогубцев. Возможные провалы в месте изгиба убираются путем постукивания по ним молотком. Сформировав обе насадки, высыпьте соль и продуйте ею трубы, проверяя, не забиты ли они.
Приостановка. Из мягкой проволоки отрезаем отрезок длиной 170 миллиметров. Продеваем проволоку через пробку и формируем треугольник. Скручиваем верхние концы проволоки.
Факел. Он изготовлен из стеклянной банки небольшой емкости. Окрашенная крышка уже должна быть сухой. В центре отметьте место для отверстия в нем. Сверлим его 6-миллиметровым сверлом. В отверстие вдавливается отрезок латунной трубки длиной 80 миллиметров. Вставьте кусочки ватного тампона в трубку, помогая себе кусочком проволоки или спичкой. Тампон будет действовать как фитиль. Предполагается, что он заполняется полностью и при этом выступает на каких-то 5 миллиметров. Горелку другого типа можно сделать из небольшой банки, верхняя часть которой обрезана в форме буквы Н. Откроем срезы листа и достанем ненужный нам концентрат. Наполним банку тампонами или ватой. Этот будет действовать как фитиль.
Установка. Вставьте патрубки в отверстия заглушек так, чтобы их загнутые концы находились в верхней части заглушки, а выходы были направлены в противоположную сторону. Форма обоих сопел и их предполагаемые размеры показаны на чертеже. Подвешиваем нашу турбину на сложенном вдвое шпагате, регулируя его длину так, чтобы котел был чуть выше горелки.
Игра. Мы начнем с того, что заполним пузырек, то есть котел нашей турбины, водой. Вода должна составлять примерно три четверти объема котла. Закрываем котел заглушкой с системой форсунок. Заполните горелку топливом, т.е. денатуратом. Следует подождать некоторое время, пока фитиль пропитается горючей жидкостью, а затем поджечь его. Через короткое время вода начнет радостно кипеть, из сопла пойдет пар, и все это дело начнет вращаться. Вот турбина завелась и работает. Это не конец. Турбина установлена на двойной тетиве и при вращении закручивает струны, поднимаясь и удаляясь от очага возгорания. Из сопла перестает выходить пар, и скрученная струна начинает разматываться. Вот наша паровая машина работает.
