Форум самодельщиков: Делаем паровую машину - Форум самодельщиков

romka10.06, котёл ИМХО лучше делать "быстрый"- просто катушка из медной трубки продуваемая пламенем от пропановой горелки. Коёл будет мощный и быстро разогревающийся. Единственная сложность- бак для воды. Он должен быть герметичным, иметь предохранительный клапан(можно содрать с компрессора, там на 8-10 атмосфер обычно) и нужна обратка для части перегретого пара, чтобы вода давилась в котёл. Сложности тут с клапаном и пайкой меди твёрдым припоем. зато котелок будет со встроенным пароперегревателем и разгон с 0 до 100 градусов будет меньше чем за минуту.
Кстати при наличии токарки я бы посоветовал собрать мелкий 4т ДВС или стирлинга вакуумного, он работает прикольно и звук у него классный, особенно если его сделать кубов 10-20 объёмом.

Brador (18 March 2012 - 00:46) писал:

Стирлинг я уже делал и тут выкладывал в мае прошлого года, правде не вакуумный, ДВС будет следующим думаю.

Насчёт клапана - никаких проблем при наличии станков, да и готовые есть в металлоломе у меня (клапан на масляный радиатор от "Волги", там шарик с пружиной), и с баком для воды проблем нет, вот медным припоем никогда не пользовался, мне проще на резьбах собрать, к котлу штуцер приварил и тормозную трубку прикрутил, куда проще?

За совет спасибо, наверное так и поступлю, что может быть проще свёрнутой в спираль трубки?! Единственное что смущает хватит ли у такой системы производительности? Ещё не хочется пропановую горелку использовать, самодельный двигатель должен быть до конца самодельным и работать на легкодоступном топливе типа растительного масла или дровах. Мне так кажется.

Ну если полностью самоельным то надо делать испарительную горелку на бензине типа "керогаз" или "паяльная лампа" на выбор. Пропановую кстати тоже самому сделать катит. Там баллон надо чтоб 25 атмосфер всего держал с гарантией. С этим легко справится газовая стойка. Они и 200 держат без заморочек кажись. При диаметре трубки 5мм производительность будет достаточно хорошая. Первый промышенно изготавливаемый коёл такого типа насколько мне известно ставился на паромобилях Doble Steamer и при диаметре трубы 3/4 дюйма его производительность даже на максимальной скорости 160км/ч была слегка избыточна, тут машине уже не хватало мощности силового агрегата. Отсюда я идею проточного трубчатого котла собственно и взял. Мощность тут будет зависеть от тепловой мощности горелки, длины трубки и конфигурации котла- откуда подаётся холодная вода, как идёт трубка относительно пламени горелки, куда уходит пар. Но производительности котла будет явно с приличным избытком даже для 50см3 цилиндра не говоря уже про такого малыша как на фотке. Ещё надо учитывать что это один из самых мощных и быстрых типов котлов и расход воды у него соответствующий. У Доблей была система закрытого цикла с рекператром и конденсатором, по этому на одной заливке воды они могли прошуршать и 1000км, но в открытом цикле эта система жрёт воду с дикой скоростью, если использует весь свой потенциал. В принципе судя по моему опыту при достаточно злобной горелке котёл из 7 метров 5мм холодильной трубки(чуть тоньше тормозных) легко разгонялся до 5кг пара в час и использовался в качестве дистиллятора для воды.

Не вижу смысла так всё усложнять, это ж всего навсего простейшая моделька двигателя с ресурсом максимум несколько часов, так что городить горелку на пропане, или самодельную паяльную лампу мне кажется в данном случае нецелесообразно, хватит вполне и баночки с фитилём в качестве источника тепла. Настоящий паровой двигатель отличается от наших простейших моделей как самолётик из бумаги от настоящего, он вообще гораздо сложнее чем ДВС.
Мне лично более симпатичен стирлинг, может работать бесконечно долго, не надо заботиться о воде в котле, безопасно, просто. Конечно по удельной мощность стирлинг при атмосферном давлении внутри и воздухе в качестве рабочего тела безнадёжно проигрывает паровому двигателю, но простота эксплуатации и всеядность по топливу дают возможность построить реально полезный в хозяйстве двигатель. Паровику для практического применения требуется топка, котёл с питающим насосом и всей арматурой, центробежный регулятор, конденсатор и ещё много чего.......

ээээ вот ты то реально усложняешь)) При желании всё что я написал городится за пару часов. Та же горелка например делается из ёмкости, игольчатого крана, пары медных трубок диаметром 12 и 15мм и кусочка капилляра. Конструктивно полностью повторяет паяльнуб лампу, но в меньшем масштабе. В качестве источника давления либо явление самонакачки парами топлива, либо поддув пара. Кстати при замкнутом цикле паровик очень сильно упрощается- исключается насос, его арматура и прочие радости. Центробежник тоже особо не нужен скажем генератору, там нагрузка постоянная, да и даже на переменной нагрузке он тоже не надо- слишком низкая инерциальность у трубчатых котлов.
Доблевский котёл на керосиновой горелке простояв ночь на 30 градусном морозе оттаивал и выходил на рабочий режим за 5 минут. При температуре выше точки замерзания воды он разгонялся за 30-40 секунд. Принудительныйброс с рабочей температуры до прекращения кипения происходил примерно за полминуты. А моделька кстати дложна при хорошем уровне исполнения получиться очень интересная.

Brador (19 March 2012 - 03:28) писал:

Как это при замкнутом цикле исключается насос? А как же вода в котёл обратно попадает? Я конечно не специалист по паровым машинам, но второй закон термодинамики говорит что вода под низким давлением в сосуд с высоким давлением не потечёт А насчёт цетробежного регулятора могу сказать что всё равно для стабильной работы любой системы необходимо вводить в неё отрицательную обратную связь, регулировать подачу пара в зависимости от оборотов и мощность горелки в зависимости от давления пара. Только тогда двигатель можно доверить любой домохозяйке, или просто запустить и забыть, пусть сам работает. Кстати генератор можно считать постоянной нагрузкой лишь при условии что он работает под постоянной нагрузкой, типа заряжает аккумулятор или нагружен на лампочку. Зачем я это всё пишу? Сам не знаю, всё это не про мой случай, подключать генератор к нашим двигателям безсмысленно, только в качестве эксперимента....

Сегодня доделал коленвал, я конечно понимаю что его можно просто согнуть из электродины, но я последние 22 года вижу коленвалы каждый рабочий день по 9 часов, и у меня сложился стереотип как он должен выглядеть, так и делаю, с противовесом.



Может даже до балансировки дело дойдёт
После первого запуска золотник и поршень заржавеют, так как сделаны из обычной стали, и всё это хозяйство будет выкинуто скорее всего, вместе с замечательным валом!

Вот ещё насчёт генератора, его наверное проще тубиной крутить, вынутой из пылесоса, направил на неё пар через сопла и готово. Правда у одноступенчатых турбин обороты просто бешенные, придётся генератор самодельный под неё делать.
Неожиданно пришла мысль насчёт котла: Можно взять автомобильный масляный фильтр в жестяном корпусе, он работает при давлении до 6 bar, размочить в нём и вытрясти бумагу, прикрутить к стальной пластине через стандартный штуцер, на пластину приделать клапан, манометр, заливную пробку, отвод пара, и всё, просто быстро и красиво!

Хороший коленвал. А золотник и поршень думаю можно быстренько и без напряга слегонца обмеднить в растворе медного купороса. Только раствор надо делать ЗВЕРСКИ перенасыщеным- по массе почти 1к1 с водой при нагревании градусов до 80-90. Раствор будет тёмно-синего цвета. В таком растворе железные вещи меднятся быстро и довольно приличным слоем. После этого можно не бояться проблем со ржавчиной. Делов на 5 минут, а попутно, если есть свободный термос, можно ещё и красивый кристалл вырастить.

Brador (20 March 2012 - 00:26) писал:

Ну кристаллы я в детстве растил
Насколько я помню по детству, после такого меднения слой меди на железе получается рыхлый и стирается рукой. Это скорее оттого что никакой технологии меднения я не знал, просто кидал гвозди в баночку со слабеньким раствором купороса и всё...
Какова толщина медного покрытия будет? У меня золотник с зазором 0.03мм сделан, зазор поршень-цилиндр за отсутствием такого маленького нутромера измерить нечем, но по ощущениям между 0.05-0.10мм. Не зажмет?
Конечно наверное мне гораздо проще будет выточить золотник с поршнем по новой, из стержня выпускного клапана скажем, они часто из нержавейки изготавливаются. Но это потом, если руки дойдут.

Вот фото заготовки котла, в жаровую трубу вварена стальная трубка, которая будет пароперегревателем, я её совью (если смогу, она норовит перегнуться) спиралькой и будет эта спиралька в самом пламени находиться, а на наружную трубу котла надену ещё одну, и уже к ней приделаю дымоход, чтобы газы проходили по жаровой трубе, затем возвращались вдоль наружной стенки котла и только потом на выхлоп. Вот думаю эту конструкцию вертикально ставить, или под наклоном градусов эдак в 45?

Что-то всё получается такое капитальное, наверное можно будет без проблем работать с давлениями в полсотни bar (после гидравлического испытания разумеется)

Там поурытие тонюсенькое, но довольно плотное будет. Где-то 20 микрон примерно. Трубку чтобы согнуть надо либо плотно набить песком и нагреть до красна, будет легко гнутьса, но запаришься песок вычищать, либо набить солью или содой и нагреть чуть меньше, чтобы не расплавилась набивка, тогда будет гнуться чуть тяжелее, но зато трубка легко промоется при помощи шприца и горячей воды. Котёл ИМХО лучше ставить вертикально, более полное использование тепла будет. А трубку лучше будет пустить сверху вниз, тогда пар злобнее будет. Ещё можно сделать поддув мятого пара в дымоход для озлобления тяги, но хз насколько это целесообразно в таком масштабе.

Brador (20 March 2012 - 23:31) писал:

Спасибо вам за советы, чувствуется настоящий Мастер Самоделкин, с богатым практическим опытом Честное слово очень приятно с вами общаться!

По поводу омеднения: вчера выключил компьютер и вдруг осенило, что медь и алюминий - наихудшая пара трения, работать не будет С алюминием в паре хорошо работают твёрдые материалы типа сталь, чугун, хром наверное, так что если делать покрытие то хромом, но технология хромирования больно муторная.
И набивка трубок песком и прочим мне хорошо известна, но если наполнить трубку внутренним диаметром 4-5 мм и длинной пару метров ещё как-то можно, то вытрясти это дело обратно после свития трубки вряд-ли возможно.
Насчёт поддува пара в дымоход мысль приходила, но это после запуска двигателя и практических экспериментов с поддувом, если не надоест эта тема к тому времени.
Вот мысль пришла использовать меднение в малой головке шатуна вместо втулки, это самое напряженное место в двигателе, заморачиваться с настоящей втулкой - горячка, а макнуть шатун в купорос, это просто!

Хром ложится на медь)) Кстати при полировке пара алюминий-медь ведёт себя довольно сносно. Тем более покрытие очень тонкое и вряд ли окажет серьёзное влияние. Вместо хрома можно положить цинк или никель. Тоже довольно твёрдые вещи, но ИМХО нафиг не надо. Лучше вобще сначала попробовать так. А можно заворонить железку. Тоже хороший вариант, если есть уже готовый состав типа ржавого лака.
Тонкие трубки кстати прекрасно чистятся от песка тросиком стальным от вело торомозов или мопедным. А соль или сода вобще без всяких заморочек вывариваются кипятком или вымываются водой.

Brador (21 March 2012 - 20:41) писал:

Хром ложиться на никель, никель на медь, а медь уже на железо, иначе крепко не держится У нас раньше рядом была гальваническая мастерская, да давным давно закрылась к сожалению.
А пара трения должна быть из материалов с разной твёрдостью, одинаковые задирает мгновенно на большой скорости, исключения бывают, например в автомобильных двигателях распредвал с кулачками из отбелённого чугуна контактирует с толкателями или гидрокомпенсаторами из нитроцементированной стали, но там между ними постоянно впрыскивается масло, или конструктивно сделано так, что эта пара работает в масляной ванне.
Засунуть в трубку завитую с радиусом 15-20 мм трос думаю не выйдет на достаточно большую длинну....

Что-то меня занесло далеко от паровой машины собственно, обещаю исправиться, чё-нить сделать сфоткать и выложить завтра!

Трос можно пропихать при некоторой сноровке в такие загогулины, что страшностановится))) На собственнном опыт проверял. Про пары трения в курсе. а на 40мм болванку кстати 5мм трубка навивается после отжига вобще без заморочек с набивкой.

Откуда кстати такая красивая трубочка железная, и какой у неё внутренний диаметр точно? А то тут народ для самопально пневмы стволы не знает из чего делать, а эта на вид вполне прокатит.

Brador (22 March 2012 - 18:06) писал:

Спасибо за подсказку по отжиг, почему сам не допер не знаю, я пытался газовой горелкой греть, той что на китайский газовый баллон надевается, вроде попроще гнется, но после отжига должно лучше пойти, правда появиться масса окалины внутри, пар фильтровать придется наверное, хотя если трубку заварить с концов чтоб кислород не попадал, окалины образоваться не должно.
Трубка тормозная, но они кривые и со швом внутри, так что не знаю...... распространены с наружным диаметром 5мм,6мм, а топливные отечественные 8мм. Импортные тоньше бывают и без шва. Я как-то делал кстати пневматику из лыжной палки, самодельного тарельчатого клапана и двухлитровой бутылки от пепси, бутылка нормально держала 8 кг/см которые давал компрессор, только пробка отлетала пока я её хомутом не стянул, зарядил я это дело гвоздём на 100 с наколотым куском поролона и выстрелил в забор, гвоздь вошёл по шляпку к моему удивлению!

Сегодня сделал шатун и приварил к поршню бобышки под палец, самая большая проблема во всём этом оказалось сделать ось отверстия в поршне перпендикулярной оси поршня и выдержать оси головок шатуна параллельными. Точности не получилось, пришлось просто расковырять сверлом это дело побольше, чтобы за счёт люфтов устранить заедание.


вторая щека коленвала ещё не обработана, на ней будет крепиться кривошип для золотника

Бутылки рвутся обычно на 9-10 атмосферах притом жестоко. Гвоздь влетел в доску потому что объём который его пихал был в разы больше необходимого. Перерасход кароче дикий))
Основательно выглядит девайс. И аккуратно. С трубкой можно не париться на тему окалины. Достаточно будет просто её продуть хорошо паром под давлением повыше мимо цилиндра и все дела.

Brador (23 March 2012 - 06:44) писал:

Да, перерасход не то слово, прямое соединение ствола с ресивером ))) Плюс гнилой забор )))
Ещё был опыт с углекислотным огнетушителем, надо было охладить седло клапана перед запрессовкой в головку блока, по технологии седло вместе с оправкой охлаждают в жидом азоте, головку греют до 150-200 градусов, так вот по совету одного знакомого затолкал я это дело в раструб огнетушителя ОУ5 и нажал на курок..... в металлическом шкафу напротив остались внушительные вмятины. Теперь я это дело закладываю в раструб, забиваю тряпками и упираюсь им в стену, потом уже спуск. Охлаждает неплохо!
Теперь о главном: ДВИГАТЕЛЬ РАБОТАЕТ УРА!!!!
Ещё до начала изготовления искал информацию по опережению фазы газораспределения, везде пишут что оно есть, но сколько и как посчитать не нашёл, сидел, рисовал диаграммы, прикидывал, короче сделал +10 градусов к обычным 90.


думаю газораспределение попало удачно, от сжатого воздуха при давлении 1bar запускается сам примерно 8 раз из 10, даже толкать не надо, обороты померять было некогда, хотя есть и механический тахометр, и электронный, но больше 1000 точно, давал 8bar, тоже выдерживает, вибрация очень небольшая, не зря балансировал вал. Вибрацию от возвратно-поступательного движения поршня и золотника никуда не деть конечно (ну если не ставить балансирный вал), но она незначительна. Двигатель работает даже если дуть в него ртом, правда подталкивать сначала приходится и обороты не больше 100.
Сделал по быстрому котёл, просто приварил к тонкостенной трубе от амортизатора заглушки с торцов и штуцер, через штуцер шприцем наливаю воду, а в качестве предохранительного клапана работает резиновый шланг, посадка его на штуцер сделана с таким усилием, что он слетает где-то при 5bar. Котел просто крайне неудачный, раньше я с ними дела не имел, я конечно думал что из него с паром будет вылетать вода, но что почти вся сначала выплёвывается в жидком виде (на двигатель смотреть страшно, только разгонится, как вдруг БАХ гидроудар, он аж подпрыгивает), и только последние 30 секунд идет всё сказочно, обороты набираются приличные, и тогда кончается вода....
Ну на то он и котёл на скорую руку, без сухопарника и пароперегревателя! Потом настоящий сделаю. Видео завтра сниму и выложу, батарейки в фотике сели.....

Вот фото с другого ракурса, может кому будет интересно.

Хочу попробовать присоединить самодельный генератор, делал ветряк 3 года назад с тихоходным генератором, правда он слишком тихоходный, рабочие обороты около 300 в минуту ( при этом мощность 20 ватт), но в качестве эксперимента пойдёт, скоро собираюсь ветряк снять для обслуживания, а то с лета 2009 года работает себе, вот и проэксперементирую заодно!

Ждём видео работы

ZippO (23 March 2012 - 22:39) писал:

Вот видео
http://rutube.ru/tracks/5462206.html
http://rutube.ru/tracks/5462195.html

А вот с котлом засада полная, сегодня наверное буду делать соответствующий, чтоб хоть 5 минут крутилось )))

Хороший движок получился)) Только котёл таки нормальный нвдо. Углкислота кипит где-то в районе -90. Можно ещё чуть ниже температры добиться если её в сухой лёд превратить. Для холодно посадки худо-бедно канает.