複動式蒸気エンジン
蒸気機関ラボ · 構造修正v1.1
JA
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形状とポート開口のみ操作します。圧力と流れの矢印は非表示。終了すると保持していた物理状態に戻ります。
一つの状態で機構を連動
軸がピストン機構・偏心輪・調速機を連動させます。負荷を加え、次に調速機を切り離して比較してください。回転数にはモデルの周期変動が含まれます。
平坦化断面：水平方向はモデル寸法、奥行きは拡大。A/Bはシリンダー室、Eは中央排気。
理想気体蒸気・仮定した調速機・理想継手による再構成。凝縮、ボイラー動特性、製造向け接触解析は含みません。
モデル・仮定・出典
Powerhouse B1633構造の再構成。内径127 mm、行程177.8 mm、連接棒340 mm、フライホイール径762 mm。一部寸法と調速機内部は工学的仮定であり、実測CADではありません。
固定刻みの共通状態で気体質量・エネルギー・トルク・軸慣性・ばね付き調速機を連成します。D形弁は偏心量18 mm、進み角35°、蒸気ラップ9 mm、排気ラップ1 mm。調速機は供給面積を変え、タイミングは変えません。
エネルギー収支には貯留源エンタルピー、制動仕事、摩擦、大気への仕事、ばね・重力エネルギー、手動始動、非弾性ストップ損失を含みます。遮断後も蓄積エネルギーは残ります。RK4刻みは0.25 ms固定で、再生速度は刻み数のみ変えます。
乾燥蒸気を理想気体で代用し、凝縮・蒸気表・壁面伝熱・漏れ・ボイラー動特性は含みません。歯面接触・ポンプ流体力学・構造弾性も省略。タイミングと定性的フィードバックの学習用で、機械設計や認証には使えません。
角度操作は形状とポート開口のみを変えます。圧力・流量表示を隠し、物理状態は保持します。原資料の運転試験はゲージ圧345 kPa、負荷約30 N·mが中心で、0–500 kPa／0–110 N·m全域の検証ではありません。
モデルに付属する技術資料
- Powerhouse Collection — B1633
- John Bourne — A Catechism of the Steam Engine
- James Clerk Maxwell — On Governors (1868)
- NASA Glenn — Mass Flow Choking
検証と根拠の限界
構造修正v1.1でクランク組立、穴付きクロスヘッドフォーク、ガイド、圧力流路、調速機継手、軸受支持、ポンプ駆動を再構築。公称すきま0.20 mm。理想継手は接触力やすきま詰めを計算しません。
数値検査は固定刻み、保存収支、ポート開口、クランク閉合、死点始動、負荷応答を対象とします。データ欄で残差とCSVを確認できます。実機測定ではなくモデル検査です。
原本には作者報告の構造・数値試験表があります。ライブ試験や第三者認証ではありません。統合検査と原本ハッシュは展示資料に記録しており、製造品質や安全運転を認証するものではありません。
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