قرر السيد الرئيسي القيام بهذا المشروع من أجل معرفة المزيد عن قطع الأشياء الكبيرة على آلة CNC الجديدة الخاصة به. ومع ذلك ، كان مدفوعًا أيضًا بالاهتمام المستمر بكل من الطاقة الشمسية والهوت دوغ. من المهم أن نلاحظ أن الفرن سيعمل مع أي نوع من الأطعمة التي يمكن تعليقها على الأسياخ أو تحويلها إلى شكل أسطواني. إذا انتهى بك الأمر إلى استخدام أنواع أخرى من الأطعمة ، فتأكد من قليها تمامًا قبل تناولها.
حاول في البداية بناء موقد الستايروفوم هذا. بعد بعض الاختبارات الأولية ، وجد المعلم أنه كان من الصعب قطع البوليسترين بالتساوي. تنهار لوحة الرغوة بسهولة شديدة حتى عند استخدام السكين الحاد. كان هناك خيار إما لعمل قاطعة لرغوة البوليسترين أو استخدام مواد أخرى. نتيجة لذلك ، استقر السيد على الخشب الرقائقي.
تم شراء مادة عاكسة ممتازة ، ورقة من الألمنيوم ، في متجر محلي. كانت انعكاسيته عالية بما يكفي ليعمل المشروع. إذا لم تتمكن من العثور على هذه المادة ، فإن رقائق الألومنيوم المركبة على الورق المقوى مناسبة أيضًا.
بلغت التكلفة الإجمالية للمنتج حوالي 35 دولارًا ، بما في ذلك الخشب الرقائقي وورق الملصقات العاكسة وما إلى ذلك.
الأدوات والمواد:
-الخشب الرقائقي ؛
-الأصحاب.
- ورق مطلي بالألمنيوم.
- حلقات ؛
- أسياخ خشبية ؛
- غراء النجار.
- إنهاء للخشب ؛
- آلة CNC ذات مساحة عمل مفيدة لا تقل عن 24 (609.6 مم) × 28 بوصة (711.2) ؛
- نفايات الورق.
-سكين.
-Saw.
-حفر.
-مقاطع.
الخطوة الأولى: النظرية
على الأرض ، يسمى تدفق الطاقة الكلي (كثافة التدفق) من الشمس الثابت الشمسي. الثابت الشمسي هو حوالي 1360 واط لكل متر مربع ، أو 1.995 سعر حراري لكل سم مربع ، عند قياسه على سطح عمودي على ضوء الشمس الساقط. لا يتغير هذا الرقم ، لأن المسافة بين الأرض والشمس ثابتة تقريبًا في المدار السنوي.
يبلغ عرض الفرن الشمسي الذي يبنيه السيد حوالي 60 سم ، حيث يركز الشكل المكافئ للمجمع الطاقة على البصاق ، وبالتالي فإن الطاقة لكل سنتيمتر من الطول ستكون طاقة تتركز على عرض محلي يبلغ 1 سم في المجمع. في هذه الحالة ، نحصل على 1.991 سعرة حرارية لكل سم مربع في الدقيقة × 60 سم (عرض) = 117 سعرة حرارية في الدقيقة من الطاقة الشمسية لكل سم على طول السيخ.
القياسات العلمية التفصيلية -))) أظهرت أن النقانق النموذجية يبلغ قطرها حوالي 2.5 سم ، وهذا يعطي نصف قطر السجق حوالي 1.25 سم.حجم الهوت دوج أو أي شيء آخر هو طوله مضروبًا في منطقة المقطع العرضي. ستكون مساحة المقطع العرضي مساوية لـ A = Pi مضروبة في نصف القطر. هذا يعني أن كل سنتيمتر طولي للسجق يبلغ حجمه (1.25 × 1.25 × 3.14) = 5 سم مكعب.
كتلة أي جسم هي الكثافة مضروبة في الحجم. وفقًا لمصنّع النقانق ، الذي استخدمه السيد ، كان وزن كل نقانق 57 جرامًا. يبلغ طوله حوالي 12 سم ، مما يعطي حجمًا يبلغ حوالي 4.8 جرام لكل سم ، وتبين أن كثافة النقانق أقل بقليل من 1 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
من خلال الجمع بين تكاليف الطاقة هذه في السنتيمتر والكتلة في السنتيمتر ، يتبين أن 117 / 4.8 = 24 سعرة حرارية من الطاقة لكل غرام يضاف إلى النقانق كل دقيقة. وهكذا ، في كل ثانية نحصل على طاقة كافية لرفع درجة حرارة النقانق بنحو 24 درجة مئوية كل دقيقة عندما تكون درجة حرارته الداخلية حوالي 20 درجة مئوية.
ولكن هذا صحيح في ظل الظروف المثالية دون خسارة. نظرًا للخسائر ، تبلغ الكفاءة الصافية الفعلية للموقد حوالي 20 ٪ ، وزيادة درجة حرارة الهوت دوج وينبغي أن تكون حوالي 5 درجات مئوية في الدقيقة في ضوء الشمس الساطع. يستغرق حوالي 15 دقيقة لتسخين النقانق إلى درجة حرارة 80 درجة مئوية من درجة حرارة أولية تبلغ 20 درجة مئوية.
الخطوة الثانية: القطع
قام المعلم بتصميم مخطط الفرن باستخدام برنامج Easel Inventable. بعد ذلك ، تم قطع الخشب الرقائقي على آلة CNC.
يمكن تنزيل ملفات القطع أدناه.
hotdog.py
تحرير sundogger.svg
sundogger.svg
تصميم. svg
الخطوة الثالثة: إنهاء الأجزاء
بعد القطع ، يجب فصل الأجزاء ومعالجتها. يقوم المعلم بقطع المفاصل ويلمع مناطق المشكلة بملف وورق صنفرة.
الخطوة الرابعة: البناء
الآن يمكنك البدء في تجميع الفرن الشمسي.
أولاً ، يقوم المعلم بجمع الإطار. لتثبيت الأجزاء يستخدم غراء النجارة ومسامير الأثاث. بعد تجميع الإطار ، يغطي المعلم عدة طبقات من اللك.
الآن تحتاج إلى إصلاح ورقة احباط.
يتم تثبيت الرفوف والاسياخ.
كل شيء جاهز ، يبقى لتقطيع النقانق على سيخ ، وضبط الفرن وضبط زاوية الميل.
