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能的转化实验多用机

2011-03-13  退休工程师
能的转化实验多用机
  

  整机示意图见图2131,其工作过程是由点燃酒精产生的热能,使小锅炉内的水沸腾产生蒸汽去推动气缸内的活塞,再通过连杆带动曲轴转动。飞轮和气动机皮带轮的转运通过皮带传动使发电机转动而发电,使发光二极管发光,从而完成了化学能→内能→机械能→电能→光能的转化。这种小电机也可以作为电动机使用,当它接在6伏直流电源上时,电动机的转动通过皮带传动带动曲轴连杆运动,推动活塞做功(例如抽气或抽水),从而将电能转化为机械能。

【制作方法】

  1.锅炉及酒精盒:

  利用废铁筒(直径55厘米、高7厘米)焊接制成锅炉,并用支架架起。支架下放废日光灯起动器铝壳,内装酒精,作为酒精盒使用。

  2.气动机:

  主要由控制阀门、气缸活塞及曲轴飞轮三部份组成。

  (1)控制阀门:气缸的进气与排气,是通过用气门心做的进、排气管,经阀门杠杆及铁皮座孔的挤压和气门心本身的弹性作用适时控制的(座孔的高度与两铁皮座间的距离由实验确定)。阀门杠杆是用饺接于阀门连杆的一头,阀门连杆的另一头用铁片套焊接在飞轮曲轴的控制拐上,靠曲轴旋转带动阀门杠杆动作。

  (2)气缸活塞:是一医用5毫升注射器。用铁皮作箍,卡焊住注射器的活塞柄,以轴钉跟活塞连杆一头连接,活塞连杆另一头用铁片套焊接到飞轮曲轴的动力拐上。

  (3)曲轴飞轮:曲轴动力拐与控制拐互成90°角,位于飞轮的前后两侧,曲轴两端装于同心支架上。飞轮的质量,应保证其转动时足以使动力拐顺利通过“死点”,但又不必过大,以致徒增负荷,影响转动。所以,飞轮的质量,应通过实验确定。

  3.直流电动(发电)机:将171型玩具电机的线圈拆去,换用直径017毫米的高强度漆包线,按原来状态每极200匝改制而成。这样的电机,当被气动机带动正常运转时发出的电流,可使一般发光二极管正常发光。

  4.汽轮机:

  是一个利用排气管的废气推动的小叶轮,以演示汽轮机的转动。

【使用方法】

  1.演示蒸汽机原理:

  (1)演示前的准备与调试:将气缸内注入少许清水,使之润滑;各活动部份涂少许机油;转动飞轮,使动力拐不在“死点”上。

  (2)将锅炉内的蒸汽,通过进气管推动活塞使飞轮转动。若开始启动不灵,可用手帮助飞轮转动。

  2.演示压缩空气推动活塞做功原理:将压缩空气通过进气管推动活塞使飞轮转动。

  3.演示大气压推动活塞做功原理:从排气管抽气,大气压推动活塞,使飞轮转动。

  4.演示能的相互转化:将气动机皮带轮(直径为35毫米)与电动机皮带轮(直径为5毫米)用皮筋连接,并把电机正负极引线接到发光二极管的正负极上(不可反接),当气动机转动时,即可带动电机发电,使发光二极管闪闪发光(若开始带不动,应及时用手帮助转动),同时将排气管排出的废汽通到汽轮机喷嘴,使汽轮机也随之转动,达到余热利用的目的。它说明能的转化:化学能→内能→机械能→电能→光能。也可将进气管与锅炉分离,断开发光二极管的接线,将电机接6伏直流电源,电机轴带动气动机转动,使气缸产生压缩空气喷射到汽轮机上,使汽轮机转动;它还可以用于打气、抽气等。

  5.抽气机:将进气管按图2132装置,给电机通电;使它带动气动机抽气。抽气后,用手捏住气门心,断开进气管,把它放入水中,放手后,就可看到喷泉现象。

  6.压气机(空气压缩机):将排气管接通薄气球或放入水中,其他同抽气装置,开动电机,就可看到气球增大或水中冒气泡,证明具有打气作用。

  7.抽水机;将进气管放入水中,用手转动皮带轮,水就可以经气缸的作用,从排气管流出,说明活塞式抽水机原理。

  8.压水机:同抽水机方法。将排气管连同喷泉实验针头从试管内拔出斜指高处,当转动皮带轮时,水就从针头射出,射程很远,可说明救火压水机原理。

  9.余热热水器:将排出的废蒸汽经过图2133的进汽管进入烧杯内,杯内冷水经过废蒸汽热交换后即成热水。

  10.余热蒸笼:将排出的废汽通入图2134蒸笼内,即可蒸热食品。

  11.余热暖气:将排出的废蒸汽,通入图2135暖气片的蒸汽进入口,经循环通道进行热交换后从出汽口排出,使暖气片温度升高加热空气。

  12.余热烘干箱:将排气管排出的废蒸汽,通过图2136烘干箱的螺旋环流汽道,经过热交换,使烘干室内空气被供热,温度上升,达到烘干目的。

  13.废汽制取蒸馏水:装置如图2137所示,将排气管与冷凝器入口连通,废蒸汽通入后,经过冷水的冷却,凝结成蒸馏水,从出口流出。

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