soutěž

Šestý ročník je za námi

12. května 2012 v 0:20 | Jiří Toman
Milí přátelé
Šestého ročníku naší stirlingové soutěže se zúčastnili studenti průmyslových škol z šesti měst ČR:
Rakovníka, Chrudimi, Děčína, Českých Budějovic, Hradce Králového a Prahy.
Tabulka výsledků nám poví více:


St.č.Jménoškola SPŠI ot/minII ot/min
1David MorelliBetlémská273-
2Jakub VoharčíkRakovník204169
3Jan StehlíkRakovník387315
4Tomáš VoříšekRakovník318313
5Vojta ČermákBetlémská435425
6Petr KnobBetlémská--
7Ondra VlčekChrudim299291
8Jan VincenciChrudim608699
9Tonda NovákChrudim463379
10Šrámek,SchneiderDěčín292272
11Jan HrubýČ.Budějovice153-
12David KozelČ.Budějovice323353
13Milan MauerHradec Králové276351

Ocenění :
Otáčky
1. Jan Vincenci 711 ot/min - první kolo
2. Tonda Novák 493 ot/min - první kolo
3. Dan Kočí 487 ot/min - první kolo

Technické vylepšení
1. Jan Stehlík - Přehaněč s radiusy - lisováno, dosti náročná výroba. Radiusy sníží
odpor při obtékání vzduchu kolem přehaněče.
2. Jakub Voharčík - Chlazeno pomocí parní komory s lihem. - Líh se odpařuje a tím ochlazuje základovou desku. horní strana parní komory je žebrovaná, tam páry lihu kondenzují a předávají teplo do okolí. Díky styku kapalného lihu i jeho par by se měla zvýšit účinnost chlazení. Chladič byl realizován jen na části plochy, vedením tepla se však horní žebra ohřívají a kondenzace se snižuje. Nápad výborný.
Při zvažování, který z uvedených nápadů má být více oceněn rozhodl přímější vliv na měřené otáčky.
3. Antonín Novák - Podstatně zkrácený píst a perfektní provedení detailů. Zkrácením pístu se sníží tření, musí být však přesně vyroben a zaběhán, aby těsnil. Na otáčkách motoru se to určitě projevilo.

Pohon
1. Vojtěch Čermák - Již podruhé byl oceněn za pohon samotného motoru (opět od loňska upraveným) lihovým kahanem. Na motoru jsou kulisové mechanismy (oceněné předloni), vlastnoručně vyrobený radiální ventilátor i se spirální skříní, radiem ovládaná spojka a řízení.
Vojta maturuje a tak mu přeji hodně dalších vynálezů na ČVUT.
2. Dvojice Šrámek - Schreider - demonstrační pohon brusného kotouče řemenovým převodem.

Design
Design v průběhu soutěže hodnotili dva pracovníci NTM, odborníci v oboru.
Stejně jako loni byl důraz na to, aby se krása snoubila s funkčností.
1. Tomáš Voříšek - Krásný, modrý, oko hladící motor, volil bych jej též. Příští rok bude na diplomu.
2. Jan Vincenci - Jednoduchý, elegantní motor.
3. Jan Hrubý - Pěkný "Stříbrňák"

Vítěz - DESIGN


Měříme s Vernierem
Měření otáček pomocí "Brány" od Verniera bylo letos naprosto v pohodě. Otáčky jsou zaznamenávány třeba několik hodin a je vidět, jat s časem kolísají. Průběh kolísání otáček je dán měnícím se tlakem v motorku, který byl spuštěn celou dobu soutěže na demonstračním motorku. Perioda změny tlaku, ale i teploty je asi 7 minut a je nejspíše způsobena kolísáním teploty základové desky. Pro soutěžící z toho vyplývá, že na startovní plamen mají jít na vrcholu a ne při minimu.

Měření tlaku - Vernier
Přidat komentář
 

Druhé kolo za dveřmi

3. května 2012 v 23:10 | J Toman
Milí přátelé
Zbývá pár dní do soutěže, ale víme všichni, že jsou to dny nejplodnější.
Prezentace v muzeu proběhne ve středu 9.5. od 9.30 do 10.00. Potom přijde zahájit soutěž sám ředitel NTM. V 10.30 se už motory budou točit.
Pro výborné výkony ve všech čtyŕech disciplínách se podařilo od sponzorů sehnat opravdu krásné odměny - obdobné už zveřejněné stavebnici.

Na viděnou se těší a hodně trpělivosti ve finiši přeje
jiří Toman
Přidat komentář

Opět NOVINKA

22. dubna 2012 v 23:30 | J Toman
Milí přátelé
Druhé kolo se blíží a já oznamují jak to nejdřív jde tuto novinku:
Každý, kdo si na svém motorku vyrobí pŕívod pro vstup Helia s uzavěrem, může si načerpat Helium před startem zadarmo. (jinak malá bombička stojí asi 200 Kč !)
Helium bude k dispozici v lahvi s pryžovou kuželkou o vrcholovém úhlu asi 30 stupňů a vstupním otvorem asi 3 mm
Jiří Toman

Pryžová kuželka lahve s Heliem

Doporučení: Do základové desky (chladiče) vyvrtat díru 4,8mm a vyříznout závit M6.
Na duralovou trubičku vyříznout z jedné strany závit M6, tubičku ohnout a z druhé strany připevnit buď ventilek, nebo kohoutek, tak, jako to měl David Kolář v r. 2010
JT
Přidat komentář

VIDEO

13. dubna 2012 v 15:15 | Lucie Filipenská |  VIDEA
Video natočené při soutěži profesionálkou Lucií Filipenskou



JT.
Přidat komentář

První kolo šestého ročníku

7. dubna 2012 v 19:51 | Jiří Toman
Milí přátelé
Menší polovina soutěžících má své první vystoupení za sebou a věřím, že nelitují. Některým se do toho nechce - předvádět se před ostatními a příčinou bývá nejistota. A raději si hrají se svým motorkem sami. Život nás však vede k sebeprezentaci a ta zase ke spolehlivosti a zodpovědnosti. Tak vidíte, čemu všemu se učíme.A ta radost, když jsou na nás (na náš stroj) upřeny zraky všech přítomných a ono se to pěkně točí !

Ve středu 4.4. se v naší laboratoři v Betlémské sešly čtyři průmyslové školy - z Chrudimi, Rakovníka (poprvé :-), z Hradce Králového a Prahy. Jako vždy v prvním kole šlo pouze o otáčky a tu a tam někomu o pouhý rozběh.
Jasný respekt si hned v prvním startu prvního rozběhu vynutil JAN VINCENCI z Chrudimi se svým jednoduchým a od pohledu přesně vyrobeným motorkem a otáčkami 714 za minutu.

Jan Vincenci

Výsledky..prvního..kola
st. č.JménoŠkola1. rozběh2. rozběh
1Jan Vincenci....SPŠ Chrudim..711 ot/min692 ot/min
2Martin KrupkaSPŠ Chrudim--
3Antonín NovákSPŠ Chrudim...492...493
4Ondra VlčekSPŠ Chrudim-...207
5Tomáš VoříšekSPŠ Rakovník...153...210
6.....Jan Stehlík .......SPŠ Rakovník..-....-............93.......
7Milan MauerSPŠ Hradec K...208...260.......
8Vojta ČermákSPŠ Betlémská...194...284
9Dan KočíSPŠ Betlémská...454...487
10David MorelliSPŠ Betlémská...271...282
11...Petr Knob.........SPŠ Betlémská....-........-...280........

Soutěže se zúčastnilo pasivně ještě nejméně pět studentů, kteří svůj motor nestačili dokončit.

Letošní první kolo bylo vyjímečné tím, že se po jeho skončení konala přednáška.
V její první části jsem nejprve apeloval na některé nešvary, kterými se šidíte a přiděláváte práci.
Opakuji heslovitě: nelepit komoru k zákl. desce, ale zabrousit, vyrobit si kluzná ložiska z mosazných trubiček, vyvažovat magnety (jak jednoduché). A doporučení - nástřik pístu grafitovým sprejem (dotěsní píst a sníží tření, netřeba téměř mazat), vyrobit si vstupní trubičku
(dural D/d - 6/3 mm) pro případné měření tlaku či vstříknutí Helia.
Následně jsem představil pro naši soutěž speciálně upravený (= rozměr konzervy) Stirling Beta,
který má, na rozdíl od našich běžných (Stirling Gama) v jedné ose píst pracovní i přeháněcí, tudíž pístní tyč přehaněče prochází osou pístu. Pro zajímavost se podívejte na jeho 3D výkres.

Stirling Beta s regenerátorem

Komora - svařovaný plech 1mm zabroušený, přehaněč z plechovky od bonbónu, pístní tyč - mosaz, prochází skrz, pájená stříbrem z obou stran, regenerátor = nádobka s děrovanými čely vyplněná duralovými šponami, pístní tyč prochází trubičkou s vůlí. Pracovní píst - dural s vodítkem ze šedé litiny, ojnice uchycená excentricky naším běžným způsobem. Vložka válce je vysoustružena z grafitové trubky, dotěsněno grafitovým sprejem. Vložena je do kusu lešenářské trubky. Chladič koupený - viz Alchladice.cz . Kliková hřídel dělená - klika přehaněče je šroubem připevněna na klikovém čepu pístu. Kliky jsou letmo uložené na hřídeli se dvěma valivými ložisky.
Jako setrvačník je použit disk gramofonu uložen na kuželi a osově přitažen.
Od motoru nečekám vysoké otáčky, ale díky regenerátoru větší kroutící moment.

Přednáška Ing. Jana Novotného z ČVUT byla vyvrcholením středečního stirlingového dopoledne:

Ing. Jan Novotný, ČVUT

Ing. Novotný se soustředil na několik pro nás aktuálních témat: Největší problém našich Stirlingových motorů je dostat teplo dovnitř a maximálně ho využít. Z podání Ing. Novotného jasně vyplynulo, že navrhnout dobrý Stirlingův motor znamená počítat přestup tepla. Nusseltovo kriterium a další naznačené výpočty ukázaly složitost problému, s jakými se bude většina soutěžících za pár let potýkat na vysokých školách. A zároveň vyplynula i řešitelnost věci.
K využití tepla je vynikající regenerátor, který je zabudován i v představeném Stirlingu Beta.
Horký vzduch přes něj proudí a předává mu část svého tepla (ochlazuje se). Při zpětném zdvihu přes něj proudí ochlazený vzduch a ohřívá se. (tudíž nemusí být tolik ohříván plamenem. U mne byl regenerátor realizován duralovými šponami, v prezentaci Ing. Novotného jsme viděli několik příkladů. Jednoduchý teoretický výpočet využití tepla
znají všichni průmyslováci 3. ročníku :
Q = hmotnost x měrná tepel. kapacita x změna teploty regenerátoru
- to by v případě představeného Stirlingu Beta bylo:
Q = 0,025 kg x 913 J/kg.K x 1 K = asi 23 J - kdyby se teplota regenerátoru změnila o 1 stupeň. Tak veliká změna určitě nenastane, ale energetický přínos tu rozhodně je.

Pozor, chyba ! V zaujetí věci jsem regenerátor umístil špatně, samozřejmě musí být mezi teplou a studenou stranou.
Chybu napravím a odprezentuji.

Nečekané překvapení:
Do jednoho motorku jsem zabudoval dva vstupy - mezi žebry chladiče. Měřil jsem průběh tlaku při rozběhu motoru i při chodu a to i tlakoměrem od Vernieru. Jaké bylo moje překvapení, když při otevření jedné z trubiček atmosférickému tlaku se otáčky motoru (místo aby klesly na nulu) zvýšily asi o třetinu. A to opakovaně, pouze při dostatečně zahřátém motoru. Když jsem otevřel obě trubičmy, motor se rychle zastavil. Trubička má vnitřní průměr 3mm.
Osobně si jev vysvětluji tím, že motor přisává studený vzduch, který způsobí smrštění vzduchu v komoře a toto smrštění má větší efekt než ztráta tlaku při expanzi. Možná tento jev souvisí s optimalizazí průběhu tlaku při chodu motoru, o níž hovořil Ing. Novotný.
V žádném případě však nemůžeme říci, že by tudíž neměly vadit vůle pracovního pístu, či pístní tyče přehaněče.
Zvýšení otáček se projevilo pouze až při zahřátém a naplno běžícím motoru. Zbývá prozkoumat jak velký otvor by byl optimální a kdy ho otevřít a pak by se tento jev dal využít při soutěži.

Dalším tématem Ing. Novotného bylo použití Helia, jako pracovního plynu.
JT
Počet komentářů: 2

NOVINKA !

26. března 2012 v 22:58 | Jiří Toman
Milí přátelé
První kolo šestého ročníku je přede dveřmi. Věřím, že tato novinka, kterou sděluji jak rychle to je jen možné, ušetří někomu práci. Rozhodně však usnadní měření otáček a odstraní jakékoliv pochybnosti o jejich velikosti.
Otáčky budeme měřit zařízením od firmy Vernier. Jejich průběh je snímán "Bránou" a převáděn do počítače. Budeme sledovat graf otáček, časový limit též nastaví počítač a po jeho skončení přesně udá jejich maximum.

Měření průběhu otáček - Vernier

Kromě mého pohodlí při měření otáček máte i vy úlevu: Není třeba barvit jednu stranu setrvačníku matnou černou barvou. Na okraj setrvačníku bude nalepena samolepka, která bude protínat dráhu paprsku v bráně. Průběh otáček neruší žádné vedlejší odrazy.

Přeji Vám všem soutěžícím hodně trpělivosti do finiše před startem a těším se na viděnou ve středu 4.dubna v Praze 1 - Betlémské ulici 4, v laboratoři KOM.

Jiří Toman
Počet komentářů: 2

Pobídka

25. února 2012 v 22:32 | J Toman
Milí přátelé
Někteří z Vás, soutěžících, máte motorek zhruba hotový a chystáte se ho vylepšit, někteří sotva začali a vždy je pár těch, kteří by se chtěli přihlásit, ale otálejí a nakonec to vzdají.
Vás všechny bych rád pobídl k tvořivosti. Poslední přihlášený David dostal sadu dílů zcela nedávno a za 5 hodin práce mu motor šlapal.
Ale je tu lepší motivace. Od ředitele Institutu Svazu průmyslu ČR jsem dostal krásnou stavebnici Merkur, která bude pro vítěze soutěže v otáčkách. Pro vítěze v další disciplíně bude opět přislíbený digitální fotoaparát od firmy HVM Plazma.

Merkur

Jinak odměny budou jako každý rok - kutilské náčiní.
Menší odměna čeká i vítěze 1. kola 4.4.12 v Betlémské.
Dále připomínám, že ihned po soutěži v 12.00 začne přednáška Ing. Jana Novotného - Stirlingovy motory. Přednáška je volná i pro širokou veřejnost. I já na přednášce představím svůj nový Stirling Beta s regenerátorem.
Hodně odvahy k novým řešením, trpělivosti a radosti z tvoření vám přeje
Jiří Toman
Téma přednášek:
Ing. Novotný se soustředí na aktuální věci, jako je použití Helia
Já zdůrazním, jak na některé opakující se problémy, představím nově postavený Stirling Beta s regenerátorem a ukážu jedno nečekané až kouzelné překvapení, které jeden z předváděcích motorků přinesl.
JT
Počet komentářů: 1

POZOR ! - nový termín. Přednáška.

8. ledna 2012 v 22:19 | Jiří Toman
MILÍ PŘÁTELÉ
Všem zájemcům o techniku hrou - hrou vlastních rukou i všem zájemcům o tyto stránky přeji v tomto novém roce hodně radosti z vlastní tvořivosti a těm, co se jenom dívají přeji odvahu začít.

Pozor, změna termínu druhého kola naší soutěže:
Státní maturity, jejichž termíny nebyly na podzim ještě rozepsány, nám posunou
druhé kolo v NTM o týden, na 9.5.2012 (v 10.00).
Ve středu 2.5. totiž bude probíhat maturita z angličtiny a to by se některých soutěžících ze 4. ročníků dotklo. Dne 9.5. bude zkouška z ruštiny, francouzštiny a chemie, která je u našich soutěžících málo pravděpodobná.

Termín prvního kola zůstává nezměněný, 4.4.2012 v 10.00 v laboratoři SPŠS Betlémská.

PŘEKVAPENÍ:
Jakmile poběhne první kolo a jeho vyhodnocení (pouze otáčky), bude v naší školní knihovně přednáška na téma - jak jinak - STIRLINGOVY MOTORY, kterou povede Ing. Jan Novotný Ph.D
ze Strojní fakulty ČVUT, který stirlingům fandí a sám též motor vyráběl.
Přednáška začne ve 12.00, účastní se jí, předpokládám všichni soutěžící a je otevřená celé veřejnosti.
Nikdo z pražských zájemců ať neváhá. Pauza na oběd jak stvořená.
Pokud má někdo už nyní dotaz, napište jej do reakce na tento příspěvek, při přednášce bude nejspíše zodpovězen.

Přeji hodně odvážných myšlenek a trpělivosti těm, kteří se stavbou začali a těm kteří rozvažují, aby napsali co nejdříve.

Jiří Toman
Počet komentářů: 1

Zahájení 6. ročníku

17. října 2011 v 23:29 | Jiří Toman |  Zadání
Zahájení 6. ročníku soutěže
Vyrob si svůj Stirlingův motor

A opravdu, kdo chce, ten si jej vyrobí, udělá radost sobě - že to dokáže, svým blízkým, kteří to ocení a jednou ho předvede i svým dětem, které ho budou mít za genia : Svýma rukama vyrobil motor, který pracuje!!
ANO, to vše můžete mít, a jestliže do svého motoru vložíte o něco více vtipu a pečlivosti, můžete ještě vyhrát některou ze zajímavých cen.
Soutěž je určena pro všechny středoškoláky z České republiky (i když zahraniční, třeba slovenští studenti se neodmítají). Nejvhodnější však je pro strojní průmyslováky ve třetím ročníku, i když není důvod, proč by soutěž nemohl vyhrát třeba gymnazista ve druháku.

Jaký je tedy postup pro zájemce o soutěž:
Zaujala-li vás soutěž na těchto stránkách, nebo jste se už zúčastnili a chcete do toho jít opět, napište mi na mou adresu jiritom@seznam.cz, uveďte jméno, školu a jméno jednoho svého učitele - garanta a jeho e-mail, na jehož školní adresu zašlu součástky. Pokud je vás ze školy více, (maximálně 3) napište najednou, abych nebalil 3 balíčky. Jeden motor může stavět dva i více lidí. Přihlásit do soutěže svého žáka (y) může i učitel. Sada dílů je zdarma!
Podmínkou však je účast na soutěži - jinak se díly musí vrátit.

Pozor, změna!! Počet mimopražských studentů narůstá a naše škola platí příliš za poštovné. Proto budou balíčky placeny příjemcem - tedy vaší školou. Poštovné za 3 sady bylo asi 60 Kč.
Pražští studenti si pro sady přijdou osobně (se jménem garanta).

Podrobnější pravidla naleznete v "Zadání soutěže".
Důležité a opomíjené je však toto: Všechny součástky mohou být nahrazeny vlastními výrobky, rozměr komory však musí být zachován (průměr100 x 65mm)
- tj rozměr plechovky od konzervy.

Termíny soutěže:
1. kolo - středa 4.4.2012 10.00 SPŠS Betlémská, Praha 1 (nepovinné, ale vřele doporučené)
2. kolo - středa 2.5.2012 10.00 Národní technické muzeum, Praha
(pravděpodobně - dosud nepotvrzeno ředitelem NTM)
Již potvrzeno !

Disciplíny zůstávají stejné - 1. Otáčky, 2. Technické vylepšení, 3. Design, 3. Pohon - nepovinný

Tak, přátelé, teď už jen správná úvaha, správné rozhodnutí (jdu do toho!!), napsat nebo přijít a začít. A neváhejte listovat těmito stránkami a kopírovat dobré věci a něco si vymyslet a realizovat.
Neboť stále platí: Tvořím, tedy jsem.
A já Vám přeji, abyste opravdu byli.

Jiří Toman

PS: S naší Betlémskou to vypadá nadějně, až bude vše jisté, dám vědět.
Nesmyslná optimalizace odborných škol je odvolána ! Teď se musíme snažit získat žáky !!

A ještě něco pro inspiraci: Stirlingův motor typu BETA v naší soutěži ještě nikdo nepostavil. Není to výzva? viz http://cs.wikipedia.org/wiki/Stirling%C5%AFv_motor
Přidat komentář

PLZEŇÁCI UDALI SMĚR

18. září 2011 v 22:05 | J Toman |  Poznámky pro výrobu
Nejprve však vývoj situace:
Milí přátelé
Děkuji za podporu všem, které naše PETICE nenechala chladné.
Jednání školského výboru na Magistrátu MHMP v pondělí 12.9.2011 bylo velice vypjaté, naplněné emocemi, rozumnými úvahami a nezodpovězenými otázkami. Z pěti škol na seznamu optimalizace se nejvíce jednalo o SOŠ Drtinovu a o naši SPŠS Betlémskou. Ani pro jednu (krásnou, historickou budovu v centru města) nemá Magistrát rozumné využití. SOŠ Drtinova je naplněná a žádaná, a Betlémská má smysluplný program. Po tříhodinovém maratonu bylo jednání odloženo na říjen. Za námi stojí průmysl a tak doufáme, že tuto krizi nejen že překonáme, ale vyjdeme z ní posíleni a např. v laboratoři Kontroly a měření, kterou znáte z prvního kola naší soutěže, budou dále probíhat nejen další ročníky soutěží a výuka žáků, ale i rekvalifikační kurzy měření ve strojírenství.
Držte nám stále palce a pozor - naše PETICE je stále aktuální.


A nyní k tomu směru
Krásné motory s vysokými otáčkami nám už předvedli kluci ze Žďáru nad Sázavou a z Hradce Králové. Avšak motor Karla Brauna a Honzy Matouška vyrobený na CNC frézce přináší výhody v přenosu tepla do a z motoru.
Horní deska může mít žebra vně uspořádaná tak, že umožní i chlazení kapalinou - a viděli jsme, že to není jen voda. Zároveň může být vyrobeno i jemné žebrování ze vnitřní strany.
Spodní deska může být taktéž vhodně upravena z obou stran. Celá konstrukce navíc vypadá velice elegantně a
smontovaný motor je přitom tuhý . Výuka na CNC strojích se učí na mnoha průmyslovkách a tak se zřejmě s takovými motory budeme setkávat častěji.
Nicméně, David Kolář před rokem použil běžný chladič (viz www.alchladice.cz ) a zřejmě nadlouho naší soutěži nasadil vysokou laťku. Bylo v tom nejen použité helium, ale i přesnost výroby.
JT

PS: Šestý ročník soutěže oficiálně vyhlásím začátkem října



Přidat komentář

Další články

Kam dál