Πώς να φτιάξετε έναν ηλιακό φούρνο για ένα επιστημονικό έργο

Με λίγες ώρες προσπάθειας και τα κατάλληλα υλικά, σχεδόν οποιοσδήποτε εύχρηστος με εργαλεία μπορεί να κατασκευάσει έναν μικρό ηλιακό κλίβανο ικανό να παράγει θερμοκρασίες άνω των 500 βαθμών Φαρενάιτ. Πρώτα επιλέγετε είτε έναν φακό είτε έναν ανακλώμενο καθρέφτη ως το μέσο για να εστιάσετε τις ακτίνες του ήλιου. Αυτή η επιλογή επηρεάζει τη διάταξη του σκελετού του κλιβάνου και άλλων τμημάτων. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον κλίβανο για να βράσετε νερό, να κολλήσετε μικρά αντικείμενα ή για άλλες εφαρμογές που χρειάζονται υψηλές θερμοκρασίες.

Ένας ηλιακός φούρνος λειτουργεί συγκεντρώνοντας το ηλιακό φως από μια περιοχή περίπου ενός τετραγωνικού ποδιού έως μια τετραγωνική ίντσα ή μικρότερη. σε μια ηλιόλουστη ημέρα, οι έντονες ακτίνες μεταφέρουν αρκετή ενέργεια για να κάνουν το εστιακό σημείο εξαιρετικά ζεστό. Είτε ένας φακός είτε ένας καθρέφτης το μέγεθος ενός μεσαίου ταψιού θα λειτουργεί ένα μικρότερο δεν θα συγκεντρώσει αρκετό φως για να είναι χρήσιμο και ένα μεγαλύτερο μπορεί να είναι δυσκίνητο. Ένας φακός Fresnel είναι ένας ιδανικός φακός για την εργασία. Αποτελείται από ένα επίπεδο γυαλί ή διαφανές πλαστικό με ομόκεντρες αυλακώσεις κομμένες σε αυτό. Οι φακοί Fresnel είναι φθηνοί και διατίθενται σε καταστήματα επιστημονικών χόμπι. Ένας παραβολικός καθρέφτης είναι μια άλλη καλή επιλογή. Δεν χρειάζεται να είναι τέλειας οπτικής ποιότητας, επειδή ο στόχος σας είναι να εστιάσετε το φως και όχι να δημιουργήσετε εικόνες. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ένας φακός εστιάζει το φως στην πλευρά απέναντι από το εισερχόμενο φως του ήλιου. η εστίαση ενός καθρέφτη είναι στην ίδια πλευρά. Εάν επιλέξετε τον φακό Fresnel για τον φούρνο σας, και εάν έχει μια αυλακωμένη πλευρά, αυτή η πλευρά βλέπει προς τα έξω, προς τον ήλιο.

Κατασκευάζετε το πλαίσιο για τον ηλιακό κλίβανο ως μέσο συγκράτησης σταθερού του φακού ή του καθρέφτη και συγκράτησης ενός συλλέκτη που δέχεται το εστιασμένο φως. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ανθεκτικά μέταλλα, ξύλο ή πλαστικά υλικά για να κατασκευάσετε το πλαίσιο, αρκεί να αποφεύγετε γυαλιστερά υλικά που ενδέχεται να αντανακλούν κατά λάθος το φως του ήλιου στα μάτια σας. Στην ιδανική περίπτωση, το πλαίσιο περιστρέφεται σε έναν οριζόντιο άξονα για τη ρύθμιση του καθρέφτη ή του φακού έτσι ώστε να δείχνει απευθείας στον ήλιο, ανεξάρτητα από την εποχή ή την ώρα της ημέρας. Μετά τη ρύθμιση, ο άξονας πρέπει να σφίξει με ασφάλεια στη θέση του, δημιουργώντας μια σταθερή ρύθμιση.

Ο συλλέκτης του φούρνου είναι ένα φλιτζάνι ή ένα δοχείο που πιάνει τις εστιασμένες ακτίνες του ήλιου και ζεσταίνεται. Χρησιμοποιήστε θαμπό ή μεταλλικό φινίρισμα για το δοχείο. Το πλαστικό θα λιώσει ή θα κάψει σχεδόν αμέσως, και το γυαλιστερό μέταλλο μπορεί να αντανακλά τον ήλιο στα μάτια σας. Αποφύγετε τα βαμμένα μέταλλα, καθώς οι θερμές ηλιακές ακτίνες θα κάψουν το χρώμα, παράγοντας πιθανώς επικίνδυνους καπνούς. Αποκτήστε ένα τούβλο για να χρησιμεύσετε ως πυρίμαχο βάθρο για να στηρίξετε τον συλλέκτη. Το μέταλλο θα λειτουργήσει επίσης, αν και ένα τούβλο δεν θα αφαιρέσει τη θερμότητα μακριά από τον συλλέκτη, βοηθώντας στη διατήρηση της υψηλής θερμοκρασίας του.

Υπάρχουν δύο βασικοί κίνδυνοι για την ασφάλεια με τον ηλιακό σας φούρνο: θερμότητα και έντονο ηλιακό φως. Εάν αγγίξετε τον συλλέκτη ή τοποθετήσετε το χέρι σας στην εστιακή περιοχή, το εστιασμένο φως θα προκαλέσει οδυνηρά εγκαύματα. Να ασκείστε όσο το δυνατόν περισσότερη προσοχή με αντικείμενα που θερμαίνετε με τον ηλιακό φούρνο, όπως θα κάνατε ζεστά αντικείμενα από φούρνο κουζίνας χρησιμοποιήστε λαβίδες για να τοποθετήσετε και να ανακτήσετε αντικείμενα στον συλλέκτη. Το έντονο συμπυκνωμένο ηλιακό φως αποτελεί επίσης κίνδυνο για τα μάτια σας. αποφύγετε να κοιτάζετε το εστιασμένο φως για παρατεταμένες περιόδους και μην το αφήνετε να αντανακλά απευθείας στα μάτια σας.

Η ισχύς ενός ηλιακού κλιβάνου σχετίζεται άμεσα με το μέγεθός του. Μεγαλύτεροι φακοί και καθρέφτες αποδίδουν υψηλότερες θερμοκρασίες. Ένας μεγάλος, ανεξάρτητος ηλιακός κλίβανος, περίπου ενός μέτρου σε μέγεθος, θα λιώσει μαλακά μέταλλα όπως ο μόλυβδος και ο χαλκός. μικρότερα επιτραπέζια μοντέλα μπορούν να λιώσουν συγκολλητικό. Με προσοχή, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τον κλίβανο για να πυροβολήσετε πηλό σε κεραμικά. Θα βράσει νερό για μαγείρεμα και ψητά κρέατα και λαχανικά. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τη θερμότητα του κλιβάνου για να τροφοδοτήσετε έναν κινητήρα Sterling για ηλεκτρική ενέργεια ή να λειτουργήσετε μικρά μηχανήματα.