Гейзер на дому
Представьте себе для начала наполненную водой колбу с пробкой, через которую пропущена почти до дна трубка. Если воду нагреть до кипения, то из трубы начнет бить фонтан горячей воды. Впервые такое устройство предложил в 1615 году французский инженер-строитель фонтанов (была такая профессия!) Соломон де Ко. Получилась водоподъемная машина без движущихся частей.
действующая только силой огня. Столетия идея пленяла умы изобретателей. В их воображении горячие струи вертели всевозможные колеса… Теперь такие устройства называются термомеханическими насосами.
Какой вид термомеханических насосов окажется настолько практичным, что станет основой для двигателя, покажет практика. Мы же предлагаем вам экспериментировать в домашних условиях с устройствами периодического действия.
Лучше всего воспользоваться крохотным паровым котлом от миниатюрной паровой машины. Несколько слов об изготовлении котла.
Он состоит из обечайки (цилиндрической части) и двух днищ, соединяемых пайкой. Обечайка изготавливается следующим образом. Полоску жести от консервной банки размером 80 х 200 мм несколько раз протяните вокруг толстого стержня — заготовка примет форму правильного кольца. Теперь из его средней части, не расправляя, отмерьте портновским метром кусок длиной 120— 130 мм и вырежьте.
Сверните эту жесть в аккуратный цилиндр и свяжите тонкой гибкой проволокой, лучше нихромов ой, от старой электроплитки. Теперь нетрудно пропаять шов. Днища — два жестяных кружка, которым при помощи молотка с выпуклым бойком придана сферическая форма. Делать это следует на торцевой части пня или на куске свинца. Донышки впаяйте выпуклой стороной внутрь, края загните и пропаяйте. Проделав в обечайке два отверстия, впаяйте медные трубки наружным диаметром 3—4 мм. Одна будет служить для заливки воды. Она прямая, имеет длину 40 мм. Другая — выходная — для надевания шланга, изогнута под прямым углом. Ее длина заготовки 100 мм.
На трубки будут надеваться кусочки резинового шланга от системы подачи топлива в грузовом автомобиле. Котел крепится проволокой на подставке, согнутой из жести. Она же служит топкой, а топливом — «сухой спирт». (Учтите, что это отнюдь не «засушенный» медицинский спирт, а другое, весьма ядовитое вещество!)
Любой паровой котел, даже маленький, в принципе взрывоопасен. Безопасным его сделают устройства, быстро выпускающие пар при опасном повышении давления. У нас эту роль будут выполнять надетые на медные трубки куски шланга, только их ни в коем случае нельзя как-либо привязывать или закреплять.
Прежде асего это длинный кусок шланга (30—40 см), надеваемый на выходную трубу. Вода а котел заливается шприцом через заливочную трубку.
Затем возьмите кусок шланга длиной 10 см, перегните и завяжите ниткой. Свободный конец его наденьте на трубку. Получается крышка, способная выполнять роль предохранительного клапана. При повышении давления в любом случае один из «клапанов» сорвется и выпустит избыток пара. Однако при экспериментах следует быть осторожным и обязательно надеть козырек из оргстекла, мотоциклетные очки или маску для ныряния, да и руки защитите.
Итак, котел заправлен, огонь горит, из шланга идет пар. Опустите шланг в таз с водой, как показано на рисунке. Вскоре из него начнут периодически вылетать струйки воды. Прямо настоящий гейзер на дому! Вместе с тем, подбирая длину шланга, можно добиться, чтобы вода выходила почти холодная, а капли ее поднимались на 1—-2 м. Теперь направьте струю на турбину. Ее колесо спаивается из жести. Лопаток достаточно 4—6. Желательно каждую из них путем выколотки сделать похожей на ложку. Это значительно повысит эффективность. Скорость вращения турбинки при хорошем исполнении может достигать 600 оборотов в минуту. КПД, правда, менее одного процента!
Улучшить качество установки можно, но только не повышайте давление в котле. Это опасно. Можно, например, повысить температуру пара. Вообще же для дальнейшей работы над тепловым двигателем вам надо обязательно познакомиться с основами теплотехники. Подойдет учебник для СПТУ «Основы теплотехники», авторы М. С. Ильюхин и Т. Ф. Сидо-ренков.
А. ВАРГИН. Журнал юный техник.