ساخت ماشین بخار

یازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: ساخت ماشین بخار
نام ارائه دهنده/دهندگان: رها بیاناتی، ساریناکیان
زمینه و نوع پروژه: فیزیک
درجه سختی: دشوار
نام مدرسه: دبستان غیر انتفاعی گل نرگس

چکیده

هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر سنگ های قیمتی در درمان بیماری ها براساس کتب و منابع موجود بود.

مقدمه

قبل از اختراع ماشین یا همان موتور بخار بیشتر کالاها با دست ساخته می شد و چرخ آب ها و حیوانات بارکش فقط نیروی صنعتی موجود را تأمین می کرد. انقلاب صنعتی که بزرگ ترین تغییر در کوتاه ترین بازده زمانی از تاریخ تمدن است، پیشرفت خود را مدیون ماشین بخار است.

ماشین های بخار نه تنها انرژی مورد نیاز کارخانه هایی که امکان تولید سریع کالاها را فراهم می آوردند تأمین کردند، بلکه باعث به حرکت درآمدن بهتر قطارها و کشتی های بخاری شدند که کالاهای آن کارخانه ها را به نقاط مختلف دنیا منتقل می کردند.

موتور بخار یک موتور احتراق خارجی است که از انرژی گرمایی موجود در بخار آب استفاده کرده و آن را به کار مکانیکی تبدیل می کند. موتور بخار به عنوان موتور اصلی پمپ ها و لکوموتیو ها، کشتی های بخار و تراکتور استفاده می شد و دلیل اصلی انقلاب صنعتی بود.

توربین های بخار گونه ای از همان موتور بخار، همچنان به صورت گسترده به عنوان ژنراتور الکتریسیته مورد استفاده دارند اما نمونه های قدیمی تر تقریباً به طور کامل با موتورهای درون سوز و موتورهای الکتریکی جایگزین شده اند.

یک موتور بخار به قسمت جوشش نیازمند است تا آب را به جوش آورده و تولید بخار کند. گسترش بخار آب باعث اعمال نیرو به پیستون یا پره توربین می شود که حرکت آن موجب چرخیدن چرخ ها یا حرکت سایر اجزاء می گردد.

یکی از محسنات موتور بخار این است که هر نوع منبع حرارتی می تواند در قسمت جوشش برای تولید بخار استفاده شود ولی مورد بسیار معمول، آتشی است که توسط چوب، زغال یا سوخت و گرمای تولیدی در رآکتور هسته ای است.

تصویری كه از انقلاب صنعتی در ذهن بسیاری نقش می بندد، با موتور بخار همراه است. موتور بخار با مهار انرژی سوخت سنگواره ای (زغال سنگ) و استفاده از چرخ دنده، انسان را از به كارگیری انرژی جسمی خود و حیوانات تا حد زیادی راحت كرد.

در بعد فرهنگی، كاربرد موتور بخار در فرایندهای چاپ به گسترش نشر كتاب و مجلات و در نتیجه افزایش سواد در میان مردم انجامید. این امر باعث شكل گیری مطالبات اجتماعی و مشاركت فزاینده مردم در فرایندهای سیاسی شد.
هدف دانش آموزان از پژهش حاضر ساخت ماشین بخار بود.

روش ساخت

دانش آموزان چرخ دنده ها را از وسایل اسباب بازی تهیه کردند، توربین هم با یک ورقه حلبی ساختند علت اینکه از ورقه حلبی استفاده کردند این بود که ماشین سبک باشد وزن کل ماشین 80 گرم شد. کار جوش قسمت بدنه و میله ها با استفاده از دستگاه لحیم کاری با هویه 40 واتی و مقداری سیم لحیم و روغن لحیم صورت گرفته البته این کار به دلیل رعایت نکات امنیتی توسط مربی پژوهش صورت گرفت.

انتهای شلنگ لوله ای قرار دادند و به بدنه لحیم کردند، در مورد منبع سوختش هم دوتا تکه لوله را بریده و با چسب دوقلو روی یک ورقه آهنی چسباندند و یک طرف قوطی رانی اصلی را با کاتر موکت بری بریدند، سپس ته یک قوطی دیگه را بریده و با چسب دوقلو و با چسب کاری کردن به سر قوطی اصلی زدند.

روش کار

ماشین با موتور بخار کار می کند، یعنی آب داخل محفظه به جوش می آید و به وسیله شلنگ به توربین منتقل می شود. توربین به گیربکس متصل هست و زمانی که بخار با فشار به پره توربین برخورد می کند باعث چرخیدن توربین می شود.

راه اندازی ماشین بخار ساخته شده

ابتدا شیلنگ ماشین را از قسمت مخزن جدا کرده و درون مخزن را تا نیمه آب ریختند، برای جدا کردن شیلنگ از مخزن، مخزن ماشین را با یک دست گرفته و با دست دیگر شیلنگ را جدا کردند. سپس با یک سرنگ درون تشتک های زیر موتور الکل ریخته و موتور را روشن کردند. تا آب درون مخزن به جوش آمد صبر کردند. بعد از اینکه آب به جوش آمد توربین ماشین شروع به چرخیدن کرد ودر نتیجه ماشین به حرکت در آمد.

مواد ابزار: قوطی نوشابه، شلنگ،، توربین، چرخ دنده، دستگاه لحیم، سیم لحیم

مهارت های کسب شده
1. چگونگی تفکر طراحی
2. چگونی پژوهش و استخراج مطالب
3. آشنایی با استاندارهای طراحی و نحوه ارائه ایده در گام های اولیه و نهایی
4. آشنایی با نحوه پرزنت و ارائه
5. آشنایی با شیوه کار ماشین بخار
6. آشنایی با طراحی ماشین بخار

بخش پروژه های دانش آموزی سایت تبیان

تهیه: مهدی رحمانی، تنظیم: نیلوفر یاقوتی