Лопасть ветрогенератора

Цель проектной работы: 

7.1.1. Ознакомиться с устройством парового двигателя на практике. 

7.1.2. Изучить преобразование энергии пара в механическую.

7.1.3. Ознакомиться с историей развития и применения парового двигателя, обсудить преимущества и недостатки.

7.2. Актуальность проектной работы:

7.2.1. Изобретение парового двигателя в XVIII веке запустило вторую промышленную революцию и значительно упростило жизнь людей. Паровые двигатели позволили механизировать производство на фабриках, что увеличило производительность и снизило трудозатраты. Транспорт стал быстрее и эффективнее благодаря паровозам и пароходам, что ускорило перемещение товаров и людей, способствуя экономическому росту и урбанизации. Кроме того, паровые двигатели применялись в шахтах для откачки воды, что сделало добычу полезных ископаемых более безопасной и продуктивной. Однако в современной реальности активно ищут альтернативы паровому двигателю из-за его недостатков. Паровые двигатели высокоэффективны и потребляют большое количество ископаемого топлива, что приводит к выбросам парниковых газов и загрязнению окружающей среды. В условиях изменяющегося климата и истощения природных ресурсов необходимость перехода на более экологичные и устойчивые источники энергии стала очевидной.

7.3. Процесс урока: 

Практические работы модуля Energy делятся на два типа: традиционные и альтернативные, в данной практической работе будет рассмотрен паровой двигатель, относящийся к традиционным источникам энергии. Данная работа проводится в группах 4-6 человек в зависимости от количества учеников в классе. На каждую учебную единицу вам понадобится 1 набор материалов и инструментов.

7.4. Список необходимых материалов и инструментов:

• лопасти — 3;
• моторчик 

7.5. Меры безопасности:

Не играйтесь с иголкой от шприца (не колите себя или своих одноклассников).

Работать с дрелью могут исключительно учителя.

7.6. Ход работы:

Сборка двигателя.

7.6.1. Сделайте два отверстия в металлической емкости: одно отверстия на боковой поверхности, второе — в основании, смотрите рисунок 1. 

Рисунок 1 — Отверстия в металлической емкости.

7.6.2. Как сделаете отверстия, уберите дрель, а металлический контейнер уберите в сторону. 

7.6.3. Отрежьте от капельной системы инъекционный узел (4). 

Рисунок 1 — Состав инъекционной капельницы.

7.6.4. Приклейте с помощью клей-момента инъекционный узел к отверстию на боковой стороне металлической емкости. Смотрите рисунок 2. 

7.6.5. Приклейте винт с помощью клей-момента к отверстию в основании металлического контейнера. Смотрите рисунок 2. 

Рисунок 2 — Соединение труб. 

7.6.6. Один из шприцов разберите: иглу (5) с защитный колпаком (6) оставьте на финальный этап, поршень (2) выньте и выкиньте, так чтобы рукоятка поршня (4) могла свободно двигаться в цилиндре (3), а подыгольный конус (1) отрежьте и с помощью дрели увеличьте отверстие.

Рисунок 3 — Состав шприца. 

7.6.7. Приклейте шприц через увеличенное отверстие в потолочном конусе к винту с помощью клей момента.

7.6.8. Отрежьте от шнура капельницы 1 см, приклейте его к основанию рукоятки поршня шприца (4).

Сборка движущегося колеса.

7.6.9. Приклейте к диску шестерни колеса с помощью клея-момента.

7.6.10. С помощью дрели сделайте небольшое отверстие в шестерне колеса для сцепления.

7.6.11. К шестерне колеса приклейте вал от двигателя с помощью клей-момента.

Сборка опоры и установки.

7.6.12. На данном этапе необходимо сделать из рейки 4 опоры: два для металлической емкости, один для шприцы и 1 для моторчика. Отмерьте необходимую высоту для каждой опоры на рейке и отрежьте бруски с помощью пилы.

5.6.13. Приклейте бруски к опоре.

5.6.14. Приклейте к брускам на опоре поочередно металлический контейнер со шприцом и моторчик с диском.

5.6.15. С помощью плоскогубцев сделайте загибы с обеих сторон металлической проволоки для сцепления длиной в 1 см, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 — Сцепление для парового двигателя.

5.6.16. Один конец сцепления протяните в отверстие шестерни диска, второй конец сцепления протянете в шнур от капельницы, приклеенный к шприцу. Смотрите рисунок 5.

Рисунок 5 — Собранная установка парового двигателя.

Запуск парового двигателя.

5.6.17. Поскольку паровой двигатель преобразует энергию пара в механическую энергию необходимо в металлическую емкость через инъекционный узел с помощью шприца 100 мл влить воды.

5.6.18. Закройте инъекционный узел иголкой и колпаком.

5.6.19. Под металлический контейнер поставьте фитиль и подожгите его.

5.6.20. Для запуска парового двигателя ждите подогрева воды до вскипания воды в металлическом контейнером. Колесо необходимо крутить для запуска движения.

5.7. Заключение:

В завершении данной практической работы обсудите с учениками чем можно заменить воду. 

5.8. Развитие проекта:

Методическая программа C.A.R.E. рассчитана на длительное и интегрированное обучение, ознакомьте учеников с другими видами ветрогенераторов в модуле ENERGY.