Из какого металла сделать цилиндр (4 видео)

Гриша нашёл в кабинете физики отполированный цилиндрик и заинтересовался, из какого материала он сделан — из олова или из железа. Гриша прочитал в справочнике, что плотности железа и олова отличаются не более чем на 10%, а вот их удельные теплоёмкости различаются почти в два раза: 250 Дж/(кг · °С) для олова и 460 Дж/(кг · °С) для железа. Для определения материала цилиндра было решено провести термодинамический опыт. Гриша налил в пластиковый калориметр m_в = 100 г холодной воды при комнатной температуре t_х = 23 °С. В горячую воду, которая имела температуру t_г = 50,5 °С градуса, Гриша поместил цилиндрик. После того, как цилиндрик нагрелся, Гриша перенёс его в калориметр и затем измерил установившуюся температуру в калориметре — она оказалась равной t_у = 25,5 °С. После этого Гриша взвесил цилиндрик, его масса оказалась равной m_ц = 168 г. Теплоёмкостью калориметра Гриша решил пренебречь. Удельная теплоёмкость воды c_в = 4200 Дж/(кг · °С) ему была известна.

1) Какое количество теплоты получила вода от цилиндрика?

2) Рассчитайте удельную теплоёмкость материала цилиндрика и определите, из какого металла он изготовлен.

3) Когда Гриша почти закончил обработку результатов своего эксперимента, учитель сказал ему, чтобы он не забыл учесть теплоёмкость калориметра. Масса калориметра составляла m_к = 40 г, а удельная теплоёмкость пластмассы по данным справочника была равна c_к = 210 Дж/(кг · °С). Может ли Гриша, с учётом этих сведений, утверждать, что он не ошибся в определении материала, из которого сделан цилиндрик?

1) Количество теплоты, полученное водой:

2) Составим уравнение теплового баланса воды и цилиндрика:

Видно, что полученная удельная теплоёмкость совпадает с удельной теплоёмкостью олова. То есть цилиндрик оловянный.

3) Будем считать, что калориметр нагрелся до температуры воды t_у = 25,5 °С. В этом случае уравнение теплового баланса можно записать так:

Тогда для значения удельной теплоёмкости цилиндрика можно получить:

Видно, что полученное значение практически не отличается от найденного ранее. Значит, материал цилиндрика определён правильно.

I) записаны положения теории, физические законы, закономерности, формулы и т. п., применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) проведены нужные рассуждения, верно осуществлена работа с графиками, схемами, таблицами (при необходимости), сделаны необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями; часть промежуточных вычислений может быть проведена «в уме»; задача может решаться как в общем виде, так и путём проведения вычислений непосредственно с заданными в условии численными значениями);

Содержание

Из какого металла сделать горячий цилиндр двигателя Стирлинга?
Из какого металла сделан двигатель автомобиля
Из какого металла сделан блок двигателя и цилиндры
Двигатели из чугуна
Двигатели из алюминиевого сплава
Двигатели магниевые и остальные
Цветной металл в двигателе. Можно ли сдать?
Производство двигателей на заводе ISUZU Япония
💡 Видео

Видео:Делаю дорогие трубы по дедовской технологии.Скачать

Из какого металла сделать горячий цилиндр двигателя Стирлинга?

Из чего сделать горячий цилиндр двигателя Стирлинга ? Можно долго советовать и рассказывать о преимуществах выбора в пользу того или иного металла. В основном, большинство стирлингостроителей ориентируются на нержавейку. Т.е. на металл, с которым хоть и не легко работать, но зато он избавляет нас от многих проблем: высокая термостойкость, он не боится коррозии, его легко достать, нержавейка недорого стоит и т.п.

Или вот например, Латунь — легко обрабатывать, как говорится, «на коленке». Также широко распространён, не дорог и найти его можно в любом гараже. Поэтому то я и предлагаю ознакомиться с таблицей материалов, в которой приведу основные параметры. А чтобы не быть голословным, будем исходить из параметров, приведённых ниже.

Двигатели Стирлинга. Таблица свойств металлов: температура плавления, кипения, коэффициент линейного расширения, теплопроводность, плотность

Температура плавления — один из важнейших показателей металла при выборе его для горячего цилиндра в высокотемпературных двигателях. И чем она выше, тем бОльшую мощность можно подводить и, соответственно, снимать с головки нагревателя. В данный момент используют специальные стали, которые позволяют держать температуру нагревателя от 700°С до 800°С. Чем выше разница температур нагревателя и холодильника, тем выше КПД (смотрите Таблица КПД двигателя Стирлинга )

С другой стороны, на отводимое тепло внутри цилиндра будет влиять показатель коэффициента теплопроводности. Чем он выше, тем больше тепла можно отвести и передать рабочему телу, т.е. нашему газу (воздуху, азоту, гелию или водороду) в цилиндре. У термостойких сталей этот показатель варьируется от 40 до 47 Вт/м*К. Посмотрите на аналогичный коэффициент у меди, серебра и золота! Вы можете сказать, что драгоценные и дорогие металлы сразу отпадают. А я бы поспорил. Эти редкие и дорогие материалы вовсе не стоит исключать из возможного применения. Именно из-за дорогих материалов и высокой сложности деталей и состоит цена Стирлинга, а она, как вы знаете достигает десятков тысяч долларов за двигатели мощностью в единицы киловатт. А так как борьба в Стирлингах идёт не на проценты, а на десятые и сотые процента, то стоимость иногда начинает играть далеко не первую роль.

Во многих книжках в качестве предпочитаемых материалов для горячих цилиндров (в будущем) авторы «сватают» различные керамические составы. Возможно, с появлением подходящей по свойствам керамики и будет снижена стоимость, уменьшена сложность и повышены температуры нагревателей, но… Сегодня такие материалы только в нашем воображении. Но вот интересный и всем известный материал Графит может заслужить и бОльшего внимания со стороны производителей Стирлингов. Высокие рабочие температуры, высокая теплопроводность, низкая плотность и линейное расширение. Высокая химическая стойкость — что также немаловажно. Вот это «именно то что доктор прописал». Низкая механическая стойкость и хрупкость, я думаю, не слишком большая проблема.

Если у вас есть какие-либо мысли по данной таблице, пишите, спрашивайте. Значения взяты из открытых источников и могут немного отличаться, но в целом погрешность не велика. Читаем далее про Трубчатые нагреватели в Стирлингах, как от них отказаться?

Видео:МЕДНЕНИЕ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЗА 2 СЕКУНДЫ!!!Скачать

Из какого металла сделан двигатель автомобиля

Каждый автомобиль имеет свои особенности и требовательность к мощности, поэтому установленный в нем мотор подбирается индивидуально. Определить какой именно металл используется в двигателе, можно при условии его демонтажа и разбора. Старые моторы, стоящие в гараже или из аварийных авто, сгодятся обычно только для одной цели – сдать ДВС на металлолом. Хотите узнать какой металл в блоке двигателя чтобы представлять прибыль? Давайте разберемся из какого металла делают двигатели автомобиля и какую ценность они из себя представляют.

Видео:Простой расчёт развёртки конусаСкачать

Из какого металла сделан блок двигателя и цилиндры

В течении нескольких десятков лет моторы изготавливались исключительно из стали, алюминия, чугуна и других сплавов. Сохранявшийся тренд на уменьшение габаритов и массы, с одновременным увеличением мощности, привел к тому что двигатели всё чаще делают с применением пластика. Но в серийном производстве автомобилей самым популярным оставался чугун. Чтобы определить тип металла в двигателе внутреннего сгорания нужно его разобрать. Если вы решили сдать на металл ДВС, то принимайте во внимание, что обычно моторы принимают как чермет, если его транспортируют в пункт приема в собранном состоянии.

Двигатели из чугуна

При производстве автомобильных двигателей внутреннего сгорания, уже целый век сохраняет лидерство чугун. Данный материал обладает рядом преимуществ перед аналогичными сплавами, кроме небольшой стоимости. Достоинствами чугуна в автомобилестроении считают:

Высокая технологичность изготовления деталей, возможность механической обработки;
Термостойкость и износостойкость выше чем у других сплавов;
Жесткость материала и одновременно демпфирующие характеристики обеспечивают надежность двигателя;
Возможность устанавливать крепежные элементы сразу в блок двигателя;
Простой и доступный ремонт, пайка поверхностей.

Кроме того, двигатели из чугуна имеют стоимость ниже аналогичных моделей из алюминия. Но существуют у данного материала и свои недостатки. Главный минус чугунного мотора – его огромная масса.

Современные двигатели внутреннего сгорания изготавливают зачастую из инновационного сплава – белого чугуна. Производится это при помощи лазерного отбеливания: серый чугун переплавляют в тонкий слой белого. Этот материал обладает повышенной твердостью и более долговечен. При этом обычно двигатели из белого чугуна при повреждении верхнего слоя силового агрегата, сложно ремонтировать из-за высокой твердости металла. Белый чугун покрывает часть поверхности силового агрегата и обычно наносится на серый чугун, который является основным материалом.

Двигатели из алюминиевого сплава

Обычно в двигателях внутреннего сгорания, алюминий выполняет второстепенную роль и не является основным материалом. Полностью силовой агрегат изготавливают только из кремниево-алюминиевых сплавов. Такие двигатели стоят дорого, но имеют значительно меньшую массу при повышенной мощности. Они используются в гибридах, также из него создают двигатели для болидов Формулы-1 (F1). В обычных двигателях алюминий может использоваться в следующих деталях:

Гильза вставного или залитого типа;
Шпильки для предохранения срывов резьбы;
Крышки подшипников;
Поршни, крышка, блок и другие элементы двигателя.

Массово алюминиевые двигатели использовали именно для гоночных автомобилей, поэтому и сегодня применение направленно именно на спортивные машины. Алюминий мягкий и легкий материал, поэтому он помогает значительно снизить массу и габариты двигателя.

Моторы из алюминиево-кремниевых сплавов изготавливали такие компании как BMW, Audi, Porsche, Mercedes-Benz, Chevrolet. Такие силовые агрегаты покрывались никелевым покрытием, что позволяет увеличить КПД мотора в разы. В России автомобили с алюминиевыми движками не возымели популярности, из-за быстрого химического разрушения «никасила». Некоторые сорта топлива, с высоким содержанием серы (например сорта топлива из Российской Федерации), способны разрушить шатун или сжечь поршень. Многие двигатели из алюминия быстро изнашивались. Именно в связи с этими недостатками, популярность алюминиевые моторы не возымели.

Двигатели магниевые и остальные

Кроме алюминия, серого и белого чугуна, а также алюминия, при производстве двигателей внутреннего сгорания используются также и другие металлы, например, стальные и магниевые сплавы. Применение инновационных материалов актуально в основном для использования в скоростных автомобилях, где важно сохраняя мощность движка снизить общую массу транспортного средства. В таком случае автопроизводитель может использовать легкие сплавы не только в роли второстепенного материала, но и вместе чугуна.

Магниевые сплавы имеют массу меньше чем алюминий, поэтому они более целенаправленно могут применяться для снижения веса авто. Недостаток такого материала – большая стоимость сплава в сравнении с аналогичными металлами. Не смотря на этот минус, двигатели из магниевых сплавов применяют в авиации, бензопилах и например в «Запорожцах».

Блок двигателя исполненный из магниевого сплава или другого цветного металла, выглядит эстетично и более привлекательным, чем агрегаты из чугуна. При этом с целью сохранения мощности и увеличению КПД, обычно они имеют такую же конструкцию, но меньшую массу, в сравнении с аналогами из более тяжелых металлов. Также существуют модели с двигателями из меди.

В пункте приема такие силовые агрегаты могут принять по индивидуальным условиям. С целью повысить общую цену двигателя, его рекомендуется разобрать и сдавать по каждой позиции индивидуально, цветные металлы отдельно от чугуна, в очищенном и отсортированном состоянии.

Видео:Делаем трубу из жести сами. Урок 8Скачать

Цветной металл в двигателе. Можно ли сдать?

Весь содержащийся цветной металл в двигателе можно выгодно сдать, если обратиться в профильный приемный пункт. Не в каждой приемке есть в наличии манипулятор, поэтому не все организации способны загрузить, транспортировать и взвесить двигатель внутреннего сгорания, который может иметь массу до 200 килограмм. На цветмет примут не весь двигатель, а только некоторые его компоненты, который изготовлены из цветных сплавов. Обычно двигатели целиком принимают как черный металлолом, поэтому лучше заранее разобрать агрегат и отделить детали из цветного лома. В Москве и Московской области сдать старый двигатель от автомобиля можно по хорошей цене. Например ВторБаза скупает лом алюминия моторного (по цене 90-118 руб./кг.), также вы можете сдать чугун из блока цилиндров ДВС вашей машины. В этом пункте приема есть вся необходимая специальная техника, погрузчики и грузовые автомобили. Компания «ВторБаза» помогает с организацией транспортировки, взвешиванию, разбору и оценке двигателя, с последующим его выкупом. При этом цена на все черные и цветные металлы, принимаемые в приемке, выше чем в других пунктах региона.

Видео:Почему никто не знает об этой функции штангенциркуля?!Скачать