这是我看到的一个比较好的易拉罐斯特林引擎的制作过程,转帖过来给大家参考。转帖自:张怀华物理工作室
博主感言:
我敲了两个多小时,才完成了制作过程的编写,这是一边回忆一边写的。如果有网友愿意制作的话,我们可以在一起交流心得,共同提高制作水平。
根据网友的要求,上传了作品图片,这是两年前的一个作品,以便观摩!
一、装置图:
二、设计意图:
利用热胀冷缩原理把生活废弃物通过纯手工打制为可以真正运转的引擎,用于高中物理热力学部分的教学,极大地激发学生的好奇心和求知欲,从而真正提高教学效果。
三、材料来源:
本教具的选材全部来自于日常生活中的废弃物:三个型号相同的废弃易拉罐、一个废自行车老庄、三根废自行车辐条、一片废旧的自行车内胎、一个废光盘盒、一截废细铁丝、一个废气球、一只旧袜子和一只废水笔芯。
四、工具准备:
尖嘴钳、剪刀、锥子、针、线和胶带等必要工具。
五、制作过程:
01、制作热置换气缸:
用剪刀把一个易拉罐上部四分之一的部分剪去,并尽量保持罐口的平整和圆滑,然后用锥子在易拉罐的中上部扎一个小孔,孔的大小以可以让自行车老庄穿过为宜。
02、制作动力气缸:
用剪刀把一个易拉罐上部四分之三的部分剪去,并尽量保持罐口的平整和圆滑,然后用锥子在易拉罐的中部扎一个小孔,孔的大小以可以让自行车老庄穿过为宜。
03、制作轴承:
用剪刀把废水笔芯剪成长度约为一厘米的几各小段,然后用小刀小心地从侧面切开。
04、制作密封垫:
用剪刀把一片废弃的自行车内胎剪成两个垫圈,内孔略小于自行车老庄的直径。
05、制作曲轴:
用钳子在一根自行车辐条上弯制成一个移气曲轴和一个动力曲轴,并确保两个曲轴所在的平面相互垂直。
06、制作曲轴支架:
在水泥地上把易拉罐的上盖轻轻磨掉,用锥子在靠近罐口的侧壁上对称地扎出两个小孔,小孔的大小以让水笔芯刚好插入为宜;最后在罐底用针轻轻地扎一个小孔,孔的大小以细铁丝刚好穿过为宜。
07、制作移气活塞:
取一片废弃的易拉罐罐体,用剪刀小心地剪出一个圆片,尺寸以刚好放入热置换气缸为宜;然后用针在圆心扎一个小孔,孔的大小以细铁丝刚好穿过为宜,然后让细铁丝穿过圆片的小孔,并在圆片两个打结固定。
08、制作动力活塞:
取一个气球,剪去颈部,气球的中央与自行车辐条带条帽的一段用细线缠紧,以防漏气。
09、安装动力气缸:
用自行车老庄把热置换气缸和动力气缸连接在一起,确保两个罐体的开口方向一致,两个罐体的内侧要用密封垫密封,以免漏气。
10、安装曲轴:
把曲轴小心地穿进曲轴支架上方的小孔中,保证移气曲轴在支架罐口之内,并用轴承与支架的连接处和曲轴与连杆的连接处要用轴承承接,以减小摩擦。
11、安装轴承支架:
把移气活塞放入热置换气缸,然后把细铁丝穿过曲轴支架底部的小孔,然后把热置换气缸和轴承支架紧紧嵌套在一起,并用胶带密封,以免漏气。
12、制作散热器:
取一只废弃的棉袜,用剪刀剪下袜筒,用水打湿,套在热置换气缸和轴承支架的连接处,以保散热良好。
13、连接移气活塞和移气曲轴:
把细铁丝的另一端与移气曲轴上的轴承用细线栓接,同时调节细铁丝的位置,保证在曲轴转动时,移气活塞能在热置换气缸内自由地运动。
14、安装动力活塞:
用两手的食指和中指小心地撑开橡皮膜,小心地把橡皮膜蒙在动力活塞的罐口上,并保证密封良好。
15、连接动力活塞和动力曲轴:
把橡皮膜上的自行车辐条得另一端与动力曲轴上的轴承相连,调节辐条长度,保证在曲轴旋转时,橡皮膜能够在动力气缸中自如地突起和凹陷。
16、安装飞轮:
取一个光盘盒盖,用锥子在中央扎一小孔,孔的大小以穿过自行车辐条为宜,然后把盒盖穿在辐条上带螺纹的一端,盒盖两侧用螺母紧固,使飞轮与曲轴连成一体,避免打滑。
17、调试:
轻轻地转动飞轮,让曲轴带动移气活塞和动力活塞做周期性运动,观察运转是否顺畅,必要时需要手动调整连杆的长度,并在摩擦处加以润滑。
18、试机:
把本机悬挂在铁架台上,用酒精灯的外焰烘烤热置换气缸的底部,待热置换气缸整体温度升高以后,轻轻地转动飞轮,机器就会连续运转起来。
19、保存:
机器运行一段时间后,热置换气缸的温度很高,不可直接用手触摸热置换气缸,也不可将机器直接放置在桌面上。待机器温度降至室温后,收藏待用。
20、保养:
机器使用后,请取下散热器,并用干布擦拭罐体的内外表面,以免罐体生锈。长期放置后,橡皮膜和密封胶带会老化破裂,重新使用时需要更换相应配件,方可正常使用。
六、使用方法:
用水打湿袜筒,用酒精灯的火焰烘烤热置换汽缸的底部,再用手手轻轻转动飞轮,引擎即可启动。
七、教学效果:
当把引擎组装并调试成功后,即可方便地用于热机效率、能量守恒、能量耗散、能源开发和热力学第一、二定律等知识点的辅助教学。在课堂中的成功演示,能够极大地调动学生学习热学的积极性,加深对热现象的认识和理解,具有很强的感染力。
八、拓展应用
本机器不但可以进行高中热力学教学演示,还可以作为校本课程讲座、选修课、科技实践活动和通用技术课程的案例,引导学生自己动手制作,在制作中经历知识产生的过程,品味创作的艰辛,体会成功的快乐。
2
1