pátek 19. července 2013

Výkon parního motoru

Spočítáme ho podle vzorce:

Kde:
N..................síla v Newtonech
m..................zdvih v metrech
n..................otáčky za minutu
P..................výkon ve watech

Síla však nepůsobí po přímce. Součin N.m mi dá kroutící moment a ten je sinusový.(komentář listopad 2012) Průměrná hodnota za celou obrátku je přibližně šestina maxima ( /2π ) pro jednoválec a třetina pro dvouválec ( /π ) Použiji - li tyto konstanty, dostanou se výpočty výkonu do souladu s mými zkušenostmi, nebo měřeními pana Murína. Takže to bude asi správně. Mohu tedy spočítat výkon jednoválce o průměru pístu 50 mm.

Tlak........................................1 atm
Síla N.....................................160 N
Otáčky....................................1000/minutu
Zdvih.......................................0.04 m
Výkon P..................................18 W

Při polovičním tlaku bude výkon 9 W. To odpovídá výkonu na posledním modelu parního motoru. Je tam použitá trubka o průměru 50 mm a zátěž tvoří dvě čtyřwatové LED žárovky. Dvouválec bude mít výkon dvojnásobný. Osobně bych chtěl zkusit čtyřválec s průměrem pístu 60 mm. Výkon pak vychází při jedné atmosféře a 1000 otáčkách na 100 W. Výpočty berte s rezervou. Jak se říká plus minus cosinus.

čtvrtek 23. května 2013

Ložisko ojnice

Jiný způsob provedení ložiska je na výše uvedeném obrázku. Šroubovací očko je možné koupit v každém železářství. (Na kompletu vpravo může pan Poil použít dokonce dřevěnou ojnici...) Ložisko jsem koupil ve speciální  prodejně. Na internetu půjde koupit také. Ložisko je ve svěráku natlačené do očka. Ani se nemusí letovat, nebo lepit. Drží velmi dobře. Toto provedení má výhodu vtom, že lépe vede píst a není to drahé.

středa 22. května 2013

Tender


Nabízím za 2900 Kč hnací agregát parního motorku. Zařízení je určené pro montáž na vlastní základovu desku a kutily zajímající se o techniku. Taktéž pro fandy parních strojů. Hadice a stahovací pásky jsou součástí dodávky. Osu rotačního ventilu nechám dlouhou 25 cm. Lze ji zkrátit na potřebný rozměr. Získá se tak místo vedle setrvačníku, kde může být kladka a náhon na vhodný generátor. Také je možné realisovat vratný pohyb krokového motorku na druhé straně pístu. Dílčí úpravy a návody meilem. Je vpravo nahoře. Možný je osobní odběr v Praze nebo zaslání dobírkou.

čtvrtek 2. května 2013

Generátory


Nahlédl jsem do starých školních sešitů ze SPŠ Kutná Hora. Jednalo se o předmět Elektrické stroje. Zopakoval jsem si stať o stejnosměrných motorech. Po půl století mne to zajímalo více, než když mi bylo 17 let. To co tady píšu je pro všechny asi známé. Nicméně, já si to potřebuji zopakovat. Doufám, že to není špatně.

Stejnosměrný sériový motor:

Je nejrozšířenější. Může pracovat jako motor, dynamo nebo jednofázový střídavý motor na 220 V. Toto poslední využití platí zejména pro vysavače, feny, mixery, ruční vrtačky a pračky. Proud se odebírá nebo přivádí do rotoru a přes uhlíky a komutátor. Z názvu sériový vyplývá, že magnety ve statoru jsou buzené a vinutí je v sérii s rotorem. Část generovaného výkonu se ztrácí na buzení. Tak mne napadá, že jednofázový střídavý motor z pračky (za předpokladu, že má uhlíky a komutátor), by měl být použitelný přímo a bez úprav, jako dynamo. Nebo roztočit ruční vrtačku na 220 V  a měřit stejnosměrné napětí na vidlici. Asi to nebude nic moc. Sériový motor jsem naháněl dvojválcem. Na tlakové hrnce jsem nedosáhl nabíjecího napětí pro akumulátor. Ještě změním převody a pokus budu opakovat. Krokový motorek se zdá výhodnější. Nemá buzení a výstupní napětí se dá navýšit rezonančnímy kondenzátory. V rotoru jsou permanentní magnety. Daleko nejlepší bude asi třífázové AC servo, které používá pan Murín. Není buzené, má v rotoru neodymy a energie se odebírá ze statoru. Poslední dva strojky by šly snad přibližně zařadit do kategorie střídavých synchronních motorů.

Střídavý asynchronní motor:

Napájí se pouze stator. Není tam co budit. Vinutí může být zapojené do trojúhelníka, nebo do hvězdy. Je to jednoduchý a velmi rozšířený motor. Do této skupiny mohu přiřadit i motory z ledniček. Jsou jednofázové, ale mají fáze a tedy i vinutí dvě, aby se mohlo točit pole. Jedna fáze hlavní a druhá, totožná je posunutá kondenzátorem. Motory s malými výkony (magnetofony, ventilátory a nově i brusky) mívají zase závit na krátko. Rotory asynchronních motorů se nikdy nenapájí. Dle mých poznámek tento motor nelze použít v obráceném režimu jako alternátor. Musím vyndat rotor, přerušit v něm závity na krátko a polepit jej neodymy.. V tomto případě to ale  již bude v principu motor synchronní. Ten jako alternátor použít lze. Synchronní střídavý motor a alternátor mají stejnou konstrukci. Třífázové asynchronní motory se vyrábějí také šestipólové. Poznáme je podle toho, že mají na štítku 1460 ot/min.Ty jsou nejvhodnější pro přestavbu na alternátor.

čtvrtek 25. dubna 2013

První spuštění motorku

                V    úvodní    části videa rozbíhám stroj foukáním.Dobře se tak dá nastavit předstih a sledovat dobu otevření ventilu pro tlakovou páru. V tomto případě to dělá 90 stupňů jedné otáčky.Zdrojem páry je tlakový hrnec na elektrickém vařiči o výkonu 1500 W. Za trvalého provozu vytáhne tlak na 0,4 bar. Rotační ventil je expanzní. Vrátím se k původní délce 50 mm. Tento ventil má menší tření a snáze se vyrábí. Také tlakovou štěrbinu doporučuji udělat do konce osy, tak jak to má Petr Šedý. Červená tlaková hadice, jenž přivádí páru do válce, by se dala nahradit smyčkou z hadice pružné, a zkoušet tak efekt rezonance. Na adrese http://youtu.be/9EJta2JrKwk je ještě jedno video s odborným komentářem mé ženy.

čtvrtek 11. dubna 2013

Nový model parního motoru

Motor není zcela hotový. Chybí mi nějaký materiál do rozvodné krabice. Po mechanické stránce je funkční. Na fouknutí se roztočí. Nově je vybavený otáčkoměrem. Je použitý cyklopočítač. Ukazuje přímo otáčky v rozsahu do tisíce za minutu. Místo rychlosti. Obvod kola je nutné nastavit na 1,66 metru. Při požadavku na rozsah 2000 ot/min se musí zdvojnásobit nastavení obvodu kola a zobrazovaný údaj násobit dvěma. Krokový motorek má vratný pohyb. Jde na něm nastavit kroutící moment a úhel natočení. Vzhledem, ke standartní přírubě, jej lze snadno vyměnit za výkonější. Toto provedení vyrovnává boční tlak na pístnici a odlehčuje rotační část stroje. Na ojnici je použité kloubové ložisko. Stroj se hodí pro školy, jako učební pomůcka ve fyzice, nebo výrobní program v dílnách. Zajímavý může být i pro maminy, jenž se chtějí zbavit starého papiňáku a mají dorůstající syny, zajímající se o techniku.

středa 27. března 2013

Parní vyvíječ

Před čase byl uveřejněn tento popis na blogu Petra Šedého. Považuji návod za důležitý a proto jej se svolením autora pana Milana znovu zveřejňuji. Chtěl bych jen upozornit, že hadice nejsou od sprchovací hlavice. Jedná se o nerezový vlnovod používaný v tepelné technice. Doufám, že nápad nezapadne a vývoj bude pokračovat. Nejdříve myšlenka: pro přenos tepelného výkonu do vody, který mám k dispozici, je třeba odpovídající přestupní plocha, kterou PB lahev ani dno papiňáku nemají a tudíž když topím jak chci silně, tepelný výkon do vody nepředám a tak i vznikají velké ztráty tepla. A přitom udržet dlouhodobě parní motor v chodu při tlaku třeba 1 baru byl problém. Říkám DLOUHODOBĚ, protože pokud mám plný papiňák natopené vody alespoň na 120 °C, mám rezervu právě v té natopené vodě (Petr tomu říká - akční výkon nebo tak nějak). Problém je, že je třeba poměrně dlouhou dobu čekat, než se objem natopí. Například firma Cyclone Power tvrdí, že po nastartování spalování je pára k dispozici za 5 vteřin - je toho dosaženo obrovskou přestupní plochou v podobě několik stovek metrů stočené trubičky. Tolik myšlenka. Postup: Na stávajícím PB vařiči 7 - 7,5 kW jsem nechal klasicky ohřívat vodu v papiňáku. Papiňák má stejný průměr jako 2kg PB lahev a tak jsem mohl využít krytů k usměrnění tepla, které jsme měli vyrobené právě pro PB lahev. K této sestavě jsem doplnil parní vyvíječ, který jsem vložil do prostoru mezi hořák a hrnec - tedy hned pod hrnec. Parní vyvíječ je vyroben ze stočené vlnovcové nerezové trubky co nejmenšího průměru, tedy 3/8" - jde spíš o závit převlečných matic. Vlevo – vstup vody, vpravo výstup páry z vyvíječe. Přibližným výpočtem jsem zjistil, že pokud budu chtít přenést do vody 7 kW, budu potřebovat asi 12 m této vlnovcové trubky. Protože 1 m stojí asi 140 Kč, koupil jsem 2 x 3,5 metru, tedy celkem 7 m. Akční délka bude 6 m, protože trubky bude nutno vyvést mimo plamen a tam je napojit. Zkrátka počítal jsem, že se pokusím alespoň s polovinou vypočtené délky zkusit správnost řešení a pokud se to osvědčí, budu moci dokoupit trubku. Pokud se někdo ptá, proč jsem nekoupil trubku jako 1 kus, tak je to proto, abych mohl vést 2 trubky paralelně vedle sebe, lépe je poskládat - využít místa a možná ještě další výhody. Ve víku papiňáku je jeden otvor využit k odběru páry a tlakoměru, jak je to na fotografiích tohoto blogu - nic nového, jen připojení na hadici je rychlospojkou na vzduch se stop ventilem - velmi praktické - hadice se dá odpojit i za provozu a i při velkém tlaku to jen pšoukne a je to tedy bezpečné Vpředu výstup přes rychlospojku k motoru. Všechny hadice, které budu v budoucnu muset někdy odpojovat a zapojovat vždy takto opatřím. Je třeba však počítat, že 1 spoj vyjde přes 100 Kč. Druhý otvor v papiňáku je využit pro pojistný ventil a vstup a výstup parního vyvíječe. Celý fígl, jak využít 1 otvor pro vstup a výstup je v tom, že do mosazné vsuvky 3/8" napájím konec měděné trubičky, jejíž druhý konec bude dosahovat ke dnu papiňáku. Tedy do otvoru našroubujeme prodloužení a na něj T-kus (do strany odbočka pro pojistný ventil a přívod páry od vyvíječe). Na T-kus našroubujeme vsuvku se zapájenou trubičkou, která musí dosahovat ke dnu papiňáku (to bude odběr vody do vyvíječe). Takto tedy oddělíme vodní a parní stranu vyvíječe. Vyvíječ, který je ve formě stočených trubek pod hrncem, je propojen s vodní stranou (přívod vody) a parní stranou (výstup z vyvíječe) pomocí autogenových hadic zase přes rychlospojky a tak lze papiňák provozovat i bez vyvíječe. V případě poruchy vyvíječe lze vyvíječ za provozu odpojit (jen je třeba vědět, kterou hadici dříve, jinak to bude trochu pálit ...). V rukavicích lze odpojit i za provozu – POZOR: první odpojit vodní stranu (pravou hadici), zpětné klapky nedovolí médiu vytékat Vpravo doplňování vody přes zpětnou klapku.Kompletní dokument pana Milana je na adrese: https://docs.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnODRsSUpNRk1VSlU/edit?usp=sharing

pondělí 25. března 2013

Jednoduchý stroj s válcem na stojáka

Stroj je jen naskládaný dohromady a není připevněný k základní desce. Osa rotačního ventilu má průměr 12. Setrvačník má průměr 100. Držák válce je zdvojený. Motor je vybavený podtlakovou zpětnou hadicí o průměru 18. Dá se zaměnit za rezonátor. Změna zdvihu se provádí na obou stranách ojnice. Tím se zajistí minimální mrtvý prostor pod pístem.

Profesionální ložisko ojnice

Rotační ventil

Na tomto rotačním ventilu jsou důležité dva rozměry. Vnitřní otvor pro vstup páry má průměr 7 a štěrbina šířku 5. Vnitřní otvor pro výfuk páry (levý krajní) je větší. Má průměr 9 a štěrbina je 7. Ostaní rozměry nejsou dogma. Například rotační ventil na obrázku výše má všechny vývody v jedné rovině. Důležité je, aby vstup a výstup páry byly pootočeny o 180 stupňů. Smysl otáčení parního motoru lze měnit natočením unašecího kola ojnice o 180 stpňů.