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MODELADO
Motores solares para maquetas. Consejos para un modelista
Directorio / Equipos de radiocontrol Mientras trabaja en un modelo, ya sea un barco o un modelo de avión, un joven diseñador tiene que resolver muchas preguntas, y una de ellas es qué motor instalar. El más simple es mecánico, impulsado por la energía de una banda elástica estirada o un resorte de acero retorcido. Los motores eléctricos en miniatura alimentados por fuentes químicas (baterías o acumuladores) y los motores de combustión interna en miniatura ya son diseños más complejos. Junto con las ventajas, cada una de estas unidades tiene desventajas. De hecho, los motores que utilizan la energía de la goma estirada o de un resorte retorcido deben volver a arrancarse después de detener el modelo. Los motores eléctricos también funcionan por un corto tiempo. Las baterías o acumuladores se "agotan" y el modelo se detiene. Los motores de combustión interna requieren aún más atención. Y todo se trata de combustible. Hay combustible, el modelo se mueve, no, se detiene. Pero existe otra forma, quizás ya olvidada, de conducir modelos. No requiere almacenamiento de energía mecánica, fuentes químicas o gasolina. En un día caluroso, la luz solar directa calienta la superficie del suelo, los techos de las casas y el asfalto de las carreteras. Rayos térmicos invisibles calientan el aire y el agua, y todo esto está cerca, a nuestro alrededor. Energía que puede poner en marcha varios mecanismos. Hoy ofrecemos familiarizarse con tres motores inusuales. Sin consumir combustible, cada uno de ellos puede producir un trabajo útil. Pero no creas que son máquinas de movimiento perpetuo. El secreto de su rendimiento es simple. El eje gira la energía de los rayos del sol. A diferencia de la mayoría de las instalaciones solares conocidas, en las que la energía solar se convierte en energía mecánica únicamente con la ayuda de dispositivos intermedios, en estos motores el ciclo de transformación "luz - rotación" se realiza en una sola instalación. Considere el motor solar más simple, cuyo diseño fue propuesto por el inventor D. Pasechnyuk. Mira el dibujo. Un recipiente cilíndrico, pintado por fuera con pintura negra, está montado sobre un soporte rígido. Se cortan agujeros de diferentes diámetros en las partes finales. En el interior, desde el lado del orificio mayor, se inserta un rotor con dos ruedas multipala. Las cuchillas en ellos están inclinadas en la misma dirección y en el mismo ángulo. El eje del rotor gira sobre cojinetes.
El motor de Pasechnyuk funciona así. Los rayos del sol que caen sobre la superficie negra del recipiente calientan el aire en su interior. La presión en el recipiente aumenta, mientras que actúa igualmente desde el interior sobre ambas ruedas. Pero las ruedas tienen diferentes diámetros. Por lo tanto, el par de la rueda grande será mayor que el par de la rueda pequeña. Las aspas de la rueda grande, que se asemejan a las aspas de un ventilador, bombearán continuamente parte del aire caliente del recipiente. Pero la naturaleza no tolera el vacío, por lo tanto, al mismo tiempo, el aire frío de la atmósfera será absorbido por el cocyd a través de una pequeña rueda. Por dentro se calentará y volverá a salir, pero por el lado contrario. Entonces, como un ventilador, este motor sin combustible funciona. Puede hacer un motor de este tipo con bastante rapidez.. Una lata con una capacidad de 4-5 litros, por ejemplo, de pasta de tomate, es adecuada como recipiente. Corte con cuidado un agujero con un diámetro de 60-80 mm en una parte inferior. Retire el contenido del frasco. Enjuague bien las paredes interiores. En el otro fondo, corte un agujero con un diámetro de 30-40 mm. Pinta el frasco de negro. Tome un tubo de cobre plano. Suelde las cuchillas de estaño. Introducir el rotor con palas en el interior del recipiente. Ponle los rodamientos y fíjalos en los soportes. El motor está listo. El motor diseñado por T. Burov tiene una eficiencia. ligeramente más alto que el del motor de D. Pasechnyuk. Como sustancia de trabajo, no utiliza aire, sino agua. Mira la foto. Su principio de funcionamiento se basa en un cambio en la elasticidad del vapor de agua bajo la influencia del calentamiento y enfriamiento. Considere un sistema cerrado que consta de dos latas conectadas por un tubo. Por ejemplo, la parte superior. Aquí un banco está a la sombra bajo la protección de la pantalla, y el otro está iluminado por los rayos del sol. Los rayos calientan la superficie negra de la pared. La temperatura del agua en la jarra sube. El agua comienza a evaporarse y la presión en la jarra aumenta. De acuerdo con la ley de los vasos comunicantes, la presión tanto en los vasos calientes como en los fríos tenderá a equilibrarse. Bajo la acción de un exceso de presión, parte del líquido de la lata calentada se expulsa a través del tubo hacia la fría. La redistribución del agua en los vasos conducirá a un estado de desequilibrio en el que el lado izquierdo del rotor será más pesado que el derecho. El rotor comenzará a girar.
También puede hacer un motor de este tipo con materiales improvisados. Tome latas, por ejemplo, de leche condensada. Haz un agujero en el costado. Escurrir el contenido y enjuagar el frasco. Haz otro agujero en el lado opuesto. Luego tome tubos de cobre de 350 mm de largo. Taladre agujeros en ellos en cada extremo para una longitud de 60 mm. Dobla los tubos por la mitad e inserta los extremos en los frascos. Suelde con cuidado los lugares de entrada y salida de los tubos de las latas con una gruesa capa de soldadura. Pinta los frascos de negro. Vierta 400 cm3 de agua en los frascos a través de uno de los extremos abiertos del tubo. Use cortadores de alambre para apretar los extremos de los tubos y suelde las uniones aplanadas. El rotor se ensambla a partir de tres o cuatro pares de latas conectadas de esta manera. Suelde los puntos de flexión al eje de cobre. Poner encima una pantalla protectora de cartón. El motor está listo para funcionar. Ajuste el eje de rotación del rotor para que los rayos del sol ilumine la superficie de todas las latas ubicadas en el lado derecho. El rotor comenzará a girar en sentido antihorario. Para ajustar la sombra, la pantalla se puede girar e inclinar como se muestra en la figura. Esto mejorará el rendimiento del motor. Moviendo la pantalla en un sentido u otro, puedes cambiar el sentido de giro del rotor. La potencia del motor de T. Burov se puede aumentar significativamente mediante el uso de un diseño de dos o incluso tres filas de latas de gran capacidad. Los bancos deben colocarse de modo que cada uno de ellos (por supuesto, desde el lado abierto) sea calentado uniformemente por los rayos del sol. A diferencia de los dos motores solares ya considerados, el último, el tercero, es más eficiente. Su proyecto fue propuesto por científicos estadounidenses. El principio de funcionamiento de este motor se asemeja al funcionamiento de un motor de combustión interna. Tiene un cilindro y un pistón, pero solo la cavidad superior sobre el pistón de trabajo es más grande. También tiene otro pistón, llamado desplazador. Es cierto que se parece más a un filtro que a un pistón. La parte superior del desplazador está cubierta con malla de alambre pintada de negro. En el caso, tiene un goteo cónico vertical, obstruido con alambre de cobre delgado. Tanto el pistón como el desplazador están unidos por varillas al cigüeñal, en el que se monta el volante. El fluido de trabajo de este motor es el aire, que es prácticamente transparente a los rayos térmicos del sol. Para entender cómo funciona un motor, primero consideremos la posición cuando el desplazador está en el punto muerto inferior y el pistón está en el punto muerto superior. Los rayos térmicos, que pasan libremente a través de la cúpula transparente, caen sobre la rejilla. Absorbe la energía térmica y se calienta. Junto con él, el aire se calienta, llenando el espacio entre la cúpula y la rejilla. A medida que el aire se calienta, presiona contra las paredes del cilindro con mayor fuerza. La presión atmosférica actúa sobre el pistón de trabajo desde abajo y el exceso de presión actúa desde arriba. Como resultado, el pistón de trabajo se moverá hacia abajo y el desplazador hacia arriba. El aire calentado pasa libremente por el filtro metálico del desplazador y cede parte de su calor al hilo de cobre. En el aumento de volumen de la cámara de trabajo, la temperatura y, en consecuencia, la presión del aire disminuirá. Ahora la presión atmosférica actúa sobre el pistón de trabajo desde abajo, superando ligeramente la presión dentro de la cámara de trabajo. El pistón comienza a moverse hacia arriba y el desplazador hacia abajo. El aire enfriado de la cámara de trabajo pasa a través del alambre de cobre calentado, se calienta y llena el espacio debajo de la cúpula. El motor vuelve a su estado original y el ciclo se repite.
La eficiencia de tal motor es pequeña. Se puede aumentar si se utiliza un sistema de lentes o espejos ópticos para concentrar la energía del flujo luminoso. La eficiencia aumentará. y en el caso de que se utilice doble acristalamiento de la cúpula para reducir la pérdida de calor al espacio circundante o se utilice refrigeración por agua para aumentar la diferencia de temperatura en la cámara de trabajo. Para obtener una potencia de un caballo de fuerza con la ayuda de un motor de este diseño, es necesario concentrar en una cúpula transparente el flujo de luz "recogido" de la superficie de un espejo de aproximadamente un metro cuadrado. Entonces, tres motores solares. ¡Con su ayuda, puede obtener potencia de centésimas a un caballo de fuerza! ¿Donde puede ser usado? Por supuesto, tanto el primer como el segundo motor, al ser más sencillos de fabricar, pueden utilizarse en modelos de barcos y automóviles. En un día claro y soleado, sin consumir un solo gramo de combustible, podrán girar no solo las ruedas motrices de los autos, camiones y tractores de juguete, sino también las hélices y las palas de los modelos de botes, botes y barcos. Es importante fabricar correctamente el motor con cualquier dimensión predeterminada. Autor: V.Zavorotov
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