【求简易蒸汽机的制作】蒸汽进入气缸内推动活塞向右运动后,如何使活塞往复运动?

【求简易蒸汽机的制作】蒸汽进入气缸内推动活塞向右运动后,如何使活塞往复运动?
【求简易蒸汽机的制作】蒸汽进入气缸内推动活塞向右运动后,如何使活塞往复运动?

【求简易蒸汽机的制作】蒸汽进入气缸内推动活塞向右运动后,如何使活塞往复运动?
要有换向阀,使蒸汽从活塞另一侧进入推动其向左运动
　所需的材料如下：
　　(1)内直6 cm,长12 cm的玻璃管一支.
　　(2)厚约2 mm的压克力板一片.
　　(3)硅胶管(软的管子即可).
　　(4)轴承(培林)两个,内径4 mm.
　　(5)木板二块,木条若干支.
　　(6)直径4 mm、2 mm的木杆若干支.
　　(7)厚纸一片.
　　甲、汽缸的部份：
　　将厚纸剪成直径恰略小于玻璃管内径的圆片,此圆片即作为活塞.可想而知,此圆片不可能完全密封玻璃管,但只要大致能与玻璃管内径一致,且可于玻璃管中轻易滑动即可.圆片中心钻一个直径4 mm的小孔.在另一小片木板上钻一直径4 mm的小孔,藉由此小片木板,将圆厚纸活塞与直径4mm木杆制成的连杆(见图3 ) 结合在一起,而且使圆厚纸片垂直木质连杆.
　再用两片木板制作此玻璃管汽缸的支架,其中之一钻一个直径4.5 mm的小孔,并在旁边钻一个直径13 mm的小孔;另一片则钻一个直径13 mm的小孔即可,先将纸活塞和木连杆放在玻璃汽缸中,让木连杆从木板支架上4mm直径的孔伸出,再用AB胶,将玻璃管与木材支架密接,于是把纸活塞密封在玻璃管汽缸中.将木板支架用AB胶黏在木板底座上,直径4 mm的连杆从木支架上的孔穿出后,要再立一个直立于底座的小支架,此小支架上端有一个直径约4.5 mm的孔,可容纳连杆的另一端(见图4 ) .
　　乙、分流盒的部分：
　　分流盒的构造如图5所示的透视图,其主要的功能是:利用口形木框的往复移动,改变空气的通道,使空气改变流动的路径,而能往复推动玻璃汽缸中的纸活塞.一共动用五片木板制作分流阀盒子.下方一片,两侧木板之一的上半部钻一个直径13 mm的孔,另一侧木板的下半部则钻三个直径13 mm的孔(此三孔中之左右分别经硅胶管连通玻璃汽缸支架上直径13 mm的小孔).再用两木板作黏在前后,其中一片木板上钻一个直径4.5 mm的小孔.
　图5分流盒的构造.两侧木板之一的上半部钻一个直径13 mm的孔,另一侧木板的下半部则钻三个直径13 mm的孔.前后木板之一钻一个直径4.5 mm的小孔.此盒中要恰好容纳一个口字型的木框在其中滑动.口字型的木框在左方时,气流从右侧孔,经右侧硅胶管,推动活塞,再将空气经左侧硅胶管,经左侧孔,导入分流盒中的口字型的木框,再从中间孔中排出;口字型的木框在右方时,过程即相反.
　　参见图6,此盒中要恰好容纳一个口字型的木框在其中滑动,此口字型木框与另一个直径4mm的连杆连结,此直径4 mm的连杆从盒子前方木板的直径4.5 mm的小孔穿出,穿出之后也由另一根上方钻有直径4.5 mm小孔的直立支架容纳其另一端(参见图7).此口字型的木框即为分流气阀,口字型的木框在左方时,即可引导气流,从三个直径13 mm的孔之右侧孔,经右侧硅胶管,推动活塞,再将空气经左侧硅胶管,经左侧孔,导入分流盒中的口字型的木框,再从中间孔中排出;口字型的木框在右方时,过程即相反.最后此木盒上方用压克力闭封,使人能看到口字形木框作动的情形.
　　丙、音叉状连杆：
　　紧接着,须制作两音叉状连杆,如图8所示.为减轻重量此两支音叉状连杆上可多钻些孔.这两支音叉状连杆,借着如图9所示的木质简易轴承和直径2mm的木质插鞘,分别连接活塞的连杆和口字形木框的连杆.
　　丁、飞轮的部份：
　　见图10,用厚纸即可制作飞轮,飞轮两侧分别用一小块木片将飞轮固定在直径4mm的木质转轴上,此木质转轴藉两个滚珠轴承安装在支架上,转轴两侧黏牢两个曲柄和曲轴,此两曲柄互相夹90°角.将两叉状连杆再连接此两曲柄上的曲轴,这具蒸汽机及大功告成.
　　操作时.只要打开吸尘器,用吸尘器的吸管“吸”分流盒的下半部三个孔的中间孔(出口),空气立即由分流盒的另一侧上半部单孔(进口)进入蒸汽机(参见图5)推动活塞,此蒸汽机即快速转动起来,所有活动零件运动的情形均可见.
　　相较于普通物理学中其他分支,热学的实验较少,这具蒸汽机除了散发出怀旧的古老味之外,也有助于在工业革命的反思中,演示热学的核心主题.要放大这具蒸汽机的尺寸、增加它的透明度均非难事,把玩制作之间乐趣
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