Thermokanon

Wij hebben een thermisch kanon gemaakt voor het project voor DEF-E. We laten hiermee de uitzetting van lucht zien door middel van warmte.

1. Koperen buis 1 (moederbuis), buitendiameter: 55 mm, lengte: 430 mm
2. Koperen buis 2 (binnenbuis), buitendiameter: 42 mm, lengte: 470 mm
3. Koperen buiskap maat 42
4. Rubberen kurk, korte diameter: 36 mm, grote diameter: 44 mm
5. Onderkant moederbuis – gemaakt van MDF 3 mm dikte -> zie bijlage met blueprint
6. Statief moederbuis – gemaakt van MDF 3 mm dikte -> zie bijlage met blueprint
7. Vloeibaar stikstof
8. Houtlijm/ductape

Er moet een gat geboord worden in de moederbuis waar de lucht uit kan ontsnappen. We raden aan dit gat rond de 24 mm te maken, opdat er genoeg warmte bij kan komen, waardoor de dop er sneller afvliegt.

De koperen soldeerkap moet gesoldeerd worden op de koperen binnenbuis zodat de binnenbuis helemaal luchtdicht is. Dit doe je met soldeertin en een beetje flux, zodat het goed luchtdicht wordt. Gebruik liever te veel dan te weinig, zodat je zeker weet dat het goed dicht zit.

Om de twee buizen goed te ondersteunen tijdens de demonstratie is er een template aangeleverd voor het lasersnijden. Deze moet in elkaar gelijmd worden met houtlijm of aan elkaar geplakt met ducttape, zodat de speling die er onstaat tijdens het lasersnijden wordt opgeheven.

Maak dit arduino circuitje en bevestig de thermometer hieraan en stop de thermometer aan de binnenkant van het gat van de moederbuis. Dit circuitje zorgt ervoor dat er met een pythonscript aangegeven wordt wanneer de dop van de buis afschiet. Het geeft aan met lampjes (Rood = nog lang niet klaar, oranje = zou eventueel kunnen afschieten, groen = gaat binnen de kortste keren afschieten) wanneer de dop eraf zou kunnen schieten.

Stop de koperen binne-buis in de in een bak met vloeibaar stikstof en laat koperen buis ruime tijd afkoelen in de vloeibare stikstof. Wanneer de koperen buis genoeg afgekoeld is, zet direct de rubberen dop erop en druk deze goed aan, zodat er geen lucht kan ontsnappen. Als de dop goed zit, haal de koperen buis uit de vloeibare stikstof. En zet deze in de grotere buis. Wacht nu enige tijd tot de kurk eraf vliegt, let op dat je niet met je hoofd boven de dop gaat hangen om verwondingen te voorkomen. Heb ook geduld: de dop schiet er niet meteen af, dit kan wel een paar minuten duren. Daarvoor hebben we een arduino programmatje gemaakt waar een thermometer aan zit. Deze thermometer is verbonden met lampjes (stoplicht), die aangeven (Rood = nog lang niet klaar, oranje = zou eventueel kunnen afschieten, groen = gaat binnen de kortste keren afschieten) wanneer de dop eraf zou kunnen schieten. Als de dop er af is gevlogen is het experiment gelukt. Het kan zijn dat de kurk er vrij hard afschiet, omdat je hem er te hard in hebt gedrukt. Doe er dan voor de veiligheid een theedoek overheen met wat gewicht eraan, zodat je je plafond/hoofd niet kapotmaakt. Hiermee heb je de uitzetting van lucht door middel van warmte gedemonstreerd.