مقاله شماره 1کار ترموستات در موتور ماشین

چکیده ای از مقاله

ترموستات

وظیفه ترموستات این است که مجرای آب خروجی بلوکه سیلندر را ببندد و تا آبگرم نشده ترموستات اجازه خروج به آبرا نداده و هنگامی که درجه حرارت آب موتور به حالت عادی رسید ترموستات باز شده و اجازه میدهد آب در رادیاتور سردشود.
ترموستات وسیله ای است برای تنظیم درجه حرارت موتور اتومبیل که بطور خودکار گرمای موتور را درحد ایده ال که حدود 85 درجه است نگه می دارد .

لازم به توضیح است که برای عملکرد درست موتور ، دمای آن باید در محدوده معینی نگه داشته شود سرد بودن موتور باعث می شود که غلظت روغن بالا رود و روانکاری قطعات به خوبی صورت نگیرد و گرم بودن بیش از حد آن هم باعث می شود روغن خیلی رقیق شود و خاصیت روان کنندگی خود را از دست بدهد بنا براین ضرورت کامل دارد که دمای موتور در حد 85 در جه سانتیگراد نگه داشته شود

اگر می خواهید فایل نوشتاری را دانلود کنید برای نمایش بهتر متن باید فونت های فارسی B بر روی سیستم شما نصب باشد

در غیر این صورت از فایل پی دی اف استفاده کنید 

دانلود فایل متنی  Word

دانلود فایل غیر قابل ویرایش  PDF

مقاله 2 از ترموستات:

ترموستات

چكيده

هدف : ساختن دستگاهي كه بتوان بوسيله ي آن ضريب انبساط طولي فلزات را نشان داد.

فرضيه :

با استفاده از دو فلز با ضريب هاي انبساطي متفاوت مي توان يك دستگاه يا ترموستات گرمايي را ساخت .

گروه زانگاباتـور براي ساخت اين دستـگاه تـوجه ويـژه اي به كتاب فيزيك 2 داشت و مي خواست تا به نحوي ساده بتواند ضريب انبساط طولي و نحوه ي خم شدن ترموستات را به دانش آموزان نشان دهد .

طرز ساخت :

ابتدا دو محفظه ي شيشيه اي با ابعاد مورد نياز مي سازيم ، پس ورقه ي آهني را به روي ورقه ي آلومينيومي خم كرده و پس پرچ مي كنيم . شيشه ها را در ابعادي كه نياز است را سوراخ مي نماييم . فن را روي شيشه نصب كرده و به  وسيله سيم ها ،‌ برق را به دستگاه مي رسانيم يك سر سيم را از درون كليد رد كرده و يك سر سيم نيكل كروم مي بنديم سپس سيم نول را مستقيماً به لامپ برده و بعد  به پيچي كه ورقه ها را در شيشه نگه داشته است وصـل مي كنيـم . سيم ديـگـري كه از لامپ درآمده را به سر سيـم نيــكل كـروم مي بنديم وآن سيم را به پيچ تنظيم وصل مي كنيم .

طرز كار دستگاه :

وقتي برق را به وسيله دو شاخه وارد دستگاه مي كنيم ،‌كليد را روشن كرده و جريان وارد دستگاه مي شود و لامپ روشن مي گردد و وقتي پيچ تنظيم را مي بنديم تا حدي كه به سر ورقه ي آلومينيومي برسد ، اتصال ايجاد مي شود و اين اتال باعث مي شود كه لامپ خـامـوش شده و سيـم نيـكل كـروم روشن شود و بـر اساس اينكه اين سيـم گرما توليد مي كند ،‌آلومينيوم گرم شده و از پنج تنظيم جدا مي شود كه اين عمل به صورت خودكار انجام مي گردد.

وقتي آلومينيوم از پيچ خودكار جدا مي شود اين عمل باعث مي شود لامپ روشن گردد و دراين صورت ما به وسيله دماسنج مي توانيم دماي داخل محفظه ي شيشه را اندازه بگيريم.

درنتيجه انبساط طولي آهن كه 000012/0است كمتر از آلومينيوم ، با ضريب انبساط طولي ورقه ها به سمت آهن خم مي گردد .

مقدمه :

به نام خداوندي كه به انسان هوشي عطا نموده تا او هر آنچه كه مي تواند به زبان بياورد و هر آنچه كه مي خواهد به دست آورد و با استفاد ه از عقل و تدبير خود زندگي راحتي را براي خود و هم نوعانش مهيّا  سازد .

هدف ما از تشكيل گروه زانگاباتور كمك به عرصه ي علم و دانش بشري بوده است . ما سعي داريم كه با تشكيل اين گروه در ابتدا به معلومات و دانسته هاي خود بيافزاييم . سپس اگر خدا بخواهد به معلومات دانش آموزان عزيز اين مرز و بوم و ملّت شريف ايران افزوده و باعث اگاهي هرچه بيشتر اين عزيزان شويم .

دستگاهي را كه ما طراحي كرده ايم يك ترموستات گرمايي مي باشد كه در اصل براي نشان دادن ضريب انبساط طولي فلزات به دانش آموزان مي باشد . با استفاده از اين دستگاه مي توانيم به دانش آموزان نحوه ي عمل انبساط طولي را نشان دهيم . همچنين از اين طرح مي توان براي ثابت نگاه داشتن دماي يك محفظه بسته آزمايشگاه ها ، گل خانه ها ، زايشگاه ،پختن تخم مرغ و ... استفاده نمود .

شرح مسئله

ترموستات گرمايي كه ما نواوري كرده ايم مي تواند وسيله اي كمك آموزشي باشد كه به وسيله آن ما مي توانيم ضريب انبساط طولي دو فلز از جنس هاي مختلف را نشان دهيم كه ما در اين قسمت ضريب انبساط طولي را شناسانده و كاربرد آن را دراين دستگاه شرح مي دهيم كه به صورت ذيل مي باشد :

همان طور كه مي دانيد وقتي يك جسم جامد به شكل ميله باشد براثر افزايش دما ، ‌طولش زياد مي شود . اكثر اجسام چه جامد ، چه مايع و چه گاز به هنگام افزايش دما انبساط مي يابند ،‌يعني حجم انها افزايش مي يابد و با كاهش دما حجم شان كاهش مي يابد . اين پديده مي تواند در ساختن برخي وسيله ها مانند: دما سنج و يا ترموستات ( دماپا) خود را بروز دهد .

ترموستات گرمايي هم از دو ورقه آلومينيومي و آهني تشكيل شده است كه ما آن دو را به هم پرچ كرده ايم . لازم به ذكر است كه وقتي ما يك ورقه فلزي يا آهني و... را گرم مي كنيم حجم آن زياد مي شود ،‌يعني ضخامت و مساحت سطح آن زياد مي شود . اگر ضخامت ورقه در مقايسه با ابعـاد سطح آن ناچيز باشد ،‌ انبساط سطحي آن بهتر مشـاهده مي شود . همين مسئله هم در مورد يك ميله ، كه اگر طول آن در مقايسه با قطر مقطع آن بسيار بزرگتر باشد ، ‌انبساط طولي آن بهتر ديده مي شود .

با اندازه گيري انبساط طولي ميله هاي از جنس هاي مختلف در مي يابيم كه اندازه ي انبساط ميله ي فلزي از جنس هاي مختلف با يك ديگر متفاوت است .

ضريب انبساط طولي برابلر است با افزايش طول جسم وقتي كه دماي آن يك كلوين زياد شود . قابل ذكر است كه ضريب انبساط طولي ماده هاي مختلف با هم تفاوت دارند .

مثلاً ترموستات ما كه از آهن و الومينيوم تشكيل شده داراي ضـريب انبسـاط طولي ذيل مي باشد :

آلومينيوم                                                    آهن 

كه بايد توجه كرد كه اين مقدار بسيار كوچكتر ولي همين مقدارهاي كوچك اندازهاي قابل توجهي در ساختن دستگاه هاي مختلف دارد .

براثر افزايش دماي المنت پيچيده شده به دور ورقه ها كه روي آن ها سيم نسوز قرار دارد ، دماي داخل محفظه بالا رفته و ورقه ها گرم مي شوند ، همان طور كه مشاهده گرديد ضريب انبساط طولي آلومينيوم بيشتر از آهن است و درنتيجه بيشتر منبسط شده و دماپا (ترموستات ) به طرف اهن خم مي شود كه پس از به دماي متعادل خود رسيدن كه با پيچ تنظيم مي شود . دوباره تماس دماپا با پيچ تنظيم قطع شده و مدار الكتريكي باز مي شود .

كه ما مي توانيم دماي محفظه را 96 الي 103 درجه افزايش دهيم كه با افزايش دما ورقه ها بيشتر منقبض شده و درنتيجه دماپا به طرف آهن بيشتر خم مي شود .

انبساط طولي يا تغيير طول (  ) يك ميله از جنس معين شده به سه عامل ذيل بستگي دارد :

1-   طول اوليه ميله ( كه طول اوليه ميله ترموستات كه خم مي شود تا 5 ميليمتر يا 5/0 سانتيمتر است .

2-   مقدار تغيير دما ( ) كه مي تواند از 30 درجه تا 103 درجه تغيير دما دهد كه باعث افزايش دما مي شود .

3-   ضريب انبساط طولي ( ) دو ورقه كه آلومينيوم 000023/0و آهن 000012/0 است .

اثبات :

تعريف دما پا ( ترموستات )

دما پا از دو تيغه از فلزهاي متفاوت مانند آلومينيوم و آهن ساخته شده است كه سرتاسر به هم جوش داده شده يا ميخ پرچ شده اند . در دمايي كه محيط ، دما پا ، ‌مدار الكتريكي دستگاه گرمكن را كامل مي كنند به علت عبور جريان الكتريكي گرما ايجاد مي شود و دماي محيط بالا مي رود .

همان طور كه مي دانيد ضريب انبساط آلو مينيوم بزرگتر از آهن است در نتيجه آلومينيوم بيشتر منبسط مي شود و دماپا به طرف آهن خم مي شود .

وقتي دما به مقدار معين رسيد ،‌ تماس دماپا با تيغه ي مسي قطع شده و مدار الكتريكي باز مي شود و وقتي دوباره دما كم شود دما پا به حالت اول برمي گردد و مدار بار ديگر متصل مي شود در نتيجه وجود دماپا در مدار گرمكن الكتريكي مي تواند دما را تقريباًٌ ثابت نگه دارد .

موارد استفاده از ترموستات گرمايي :

در ابتدا بايد بگوييم كه اين طرح بيشتر جنبه ي اموزشي دارد و مي توان از آن در آزمايشگاه هاي مدارس به منظور آموزش استفاده كرد مثلاً به دانش آموزان نحوه ي خم شدن دو ميله كه انبساط طولي بالا و پايين دارند را نشان مي دهد .

دوم اينكه از اين طرح مي توانيم در گلخانه ها استفاده كنيم كه بهتر از ساير بخاري ها ست .

سوم اينكه در زايشگاه ، براي ثابت نگه داشتن دمايي كه نوزاد تازه متولد شده درآن قرار مي گيرد از اين طرح مي توان در زايشگاه ، گل خانه ها ، آزمايشگاه ها و جوجه كشي استفاده كرد .

لوازم مورد نياز و طرز كار هريك از آنها

1- محفظه ي شيشه اي :

به منظور نشان دادن حرارت در يك فضاي بسته و وصل نمودن برخي از وسايل بر روي آن .

2-  ورقه ي آلومينيومي و آهني :

اين دو ورقه توسط پـرچ به يكديگر وصل شده اند و در اثــر گرم شدن ، آلومينيوم خم مي شود .

به علت انبساط طولي زياد بعد از كاهش دما به حالت عادي باز مي گردد و اين عمل به صورت خود كار انجام مي شود .

3- لامپ و سرپيچ :

نشانگر قطع و وصل شدن مدار مي باشد هنگامي كه ترموستات روشن است لامپ خاموش  و هنگامي كه ترموستات قطع و خاموش است لامپ روشن مي شود .

4- پيچ تنظيم :

يك سر سيم به پيچ تنظيم وصل شده و با اتصال آن به ورقه ي آلومينيومي باعث روشن شدن سيم نيكل كروم ( المنت ) مي گردد و با جدا شدن آن از ورقه المنت خاموش شده و لامپ روشن مي شود .

5- كاغذ ميكا ( ورقه ي نسوز ):

عايقي كه با دور ورقه ي آلومينيومي و آهني كه پرچ كرده ايم پيچيده و مانع از اتصال سيم نيكل كروم ( المنت ) به ورقه مي شود .

6- دما سنج :

به منظور مشاهده درجه حرارت و مقدار گرماي توليد شده در محفظه استفاده مي گردد و در بالاي محفظه ي شيشه اي نصب مي شود .

7- سيم و كليد دو پل :

به منظور عبور جريان الكتريسيته و قطع و وصل نمودن جريان برق در مدار و همچنين روشن و خاموش كردن فن Fan مورد استفاده قرار گرفته است .

8- تخته ي زير كار :

نصب نمودن لوازم ترموستات بر روي آن به مقدار ثابت نگه داشتن اجسام و وسايل اين طرح بر روي آن طراحي شده است .

9- سيم نسوز :

سيمي كه در داخل محفظه قر ار گرفته و براي جلو گيري از آب شدن سيم ها براثر گرما .

10 – پيچ و مهره :

به منظور نگاه داشتن تر موستات بر روي شيشه مورد استفاده قرار گرفته است .

11- چسب آكواريوم :

براي چسباندن شيشه ها به يكديگر به منظور ساختن محفظه ي شيشه اي ، براي جلو گيري از ورود هوا به داخل محفظه .

12- فن   FAN :

براي خنك كردن داخل محفظه به منظور سريع تر انجام شدن عمل قطع و وصل شدن ترموستات .

13- ورقه ي آلومينيومي :

به منظور كشويي كردن شيشه ها و جدا نمودن شيشه در هنگام ايجاد مشكل مثل پاره شدن سيم نيكل كروم .

14- ترانس   

براي تبديل كردن برق 220 به 12 مي باشد چون فن ما 12 ولت است اگر مستقيم به 220 ولت وصل كنيم مي سوزد .