157,研製蒸汽機,二
為了製作蒸汽機,陳琛率領工人師傅遠奔盛州,本打算是在京都製作,但是又一想,畢竟盛州作為工業基地,一切建設和設施都比較齊全,同時自然資源也比較豐富,也有相關的人員和設備,因此只得前往盛州開始建設,全國的財力物力也都集中在了的這裡。
看著圖紙,陳琛開始思考蒸汽機的工作原理,蒸汽機的工作原理,主要是利用蒸汽的力量推動機械的運行,那麼水蒸氣的力量必須足夠強大。
如果要讓水蒸汽的力量足夠強大,那麼就必須增加壓強,一提起壓強,陳琛馬上想到了高壓鍋的原理。
高壓鍋的原理:一般來說壓強越大,水的沸點越高,標準大氣壓下,水的沸點是100攝氏度。高壓鍋通過高度密封使鍋內氣壓高於一標準大氣壓,因此可以使水溫超過100攝氏度,從而達到縮短做飯時間和節約能源的目的。
那麼蒸汽機的原理和高壓鍋的原理,還有一點相像的地方,甚至毫不誇張的說,一定程度上,蒸汽機就是一個高壓鍋的放大版,運用強大的氣壓產生強大的力量。
經過好幾天的時間晨晨終於想明白了蒸汽機的原理,並且按照自己的想法和掌握的知識,參照現有的技術設計出了自己的套路,雖然不知道效果如何,但是也得試試。
在陳琛的指揮下,工人師傅很快利用鋼鐵就製作好了零件:一個高有一米左右的大鍋,它的上端是一個大鍋,鍋的底下是一個圓柱形的通道,通道底部是一個凹槽。
下面的這個凹槽用來盛放火炭之類的燃燒物品,鍋內部則是裝水,鍋上部則是一個密封的鍋蓋,鍋蓋的頂部有兩根金屬管,管道上面有一個閥門,專門用於檢測水蒸氣的力量。
零件的製作並不困難,困難的主要是組裝和改進。
為了保證氣壓的強度,陳琛讓工人師傅對這個機器進行嚴密的密封工作,同時個別地方甚至還不惜使用了金子來渡邊,為了就是保證蒸汽機不會因為高溫高壓而爆炸。
雖然這個蒸汽機結構比較簡單,甚至和瓦特的蒸汽機有點不同,但是好在工作原理基本相同,同時為了計算壓強,陳琛也進行了嚴密的計算,個別地方的構造設計也是費了不少的心思。
每一個材料的長短,每一個材料的寬度,每一個材料的厚度都是經過精挑細選而得來的,因此陳琛也希望可以成功。
花費了好幾天的功夫終於把蒸汽機製作了出來。但是它的功效還真的是有需要考察一番。
這天早上陳琛和眾人完成了最後的收尾工作,開始對蒸汽機進行測試。
士兵很快給鍋內當滿了水,看著比較泥濘的水,陳琛不由得一愣:「這水都是哪裡來的?怎麼這麼的渾濁,如果泥沙妨礙了機器的運行,那麼可是要出人命的,立刻換水。」
「陛下饒命呀,陛下饒命,臣以為是水就行了,卻是沒有想到水也有講究,臣這就換。」負責工作的相關人員一看,嚇得大驚失色連連叩頭,立刻按照陳琛的吩咐制搬出新的清水來。
「蓋上鍋蓋。」陳琛對眾人說。
眾人點頭,很快叩下鍋蓋蓋在了鍋上,然後在底下的凹槽里生火,木材煤炭很快被投入其中。
做好這一切,眾人都目不轉睛的看著這台蒸汽機的動靜。
時間一點點過去,耳中聽得底下熊熊燃燒的火焰聲,鍋內卻是沒有一點的動靜,陳琛有點按捺不住了。
「怎麼還沒有動靜呢?」陳琛一愣神,這麼大的密封力度,這個時間點應該有反應了啊。
陳琛伸手一摸,蒸汽機的底部特別燙,但是上部卻是特別的冷,似乎熱量完全沒有傳遞到鍋內。
「滅火降溫。」陳琛立刻沖著隨從吩咐一聲,隨從立刻停止了燃料的投放,快速把還沒有燃盡的燃料給弄出來,眾人對著發燙的底部一陣潑水降溫。
等溫度降下來以後,陳琛伸手往裡面一摸:「這到底誰幹的?怎麼把通道口底部給封住了,這樣熱量怎麼上去,立刻把封口拆除了。」
其他工人師傅一聽,連忙上前處理,這一處理,半天時間就過去了。
等到下午的時候,工人師傅也終於完成了處理工作,眾人又給底下加入了木材和煤炭,開始等候動靜。
這次,陳琛時不時用手摸摸上面,確保上面有溫度后這才放下心來。
壓下性子等了很久,這台機器終於有了變化,一股股嗡嗡作響的聲音快速傳出,似乎水已經沸騰了,接著鍋蓋頂的管道口的閥門也快速震動起來。
「快給閥門上加上石頭,看看力度如何。」看著簡易的蒸汽機有了反應,陳琛也是一陣開心,連忙讓人給加重量。
眾人很快把石頭加了上去,石頭一上去就壓制住了跳動的閥門,陳琛看的有點泄氣,這就失敗了嗎?
可是不等他回過神,閥門猛的一陣,蹭的一下把石頭震了出去。
「成功了,成功了,看來是成功了,如果到時候給管道口加上活塞,水蒸氣崔棟活塞運動,那麼之後的船舶或者機車就可以藉助蒸汽機運行了,東水也算是正式踏入了機械時代啊,快,史官,快記下來。」看著眼前的景象,陳琛激動的詞不達意。
看著陳琛如此高興,眾人雖然不清楚陛下為什麼高興,但是身為人臣,察言觀色的本領還是有的,立刻跟著陛下大聲的歡呼喝彩。
陳琛高興完后,快速恢復了理智,畢竟這台蒸汽機只是半成品而已還差太多的零件。
一個完整的蒸汽機那可是有很大的構造零件,主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成。
在蒸汽鍋爐中,通過燃燒過程水沸騰為蒸汽,通過管道蒸汽被送到汽缸。閥門控制蒸汽到達汽缸的時間,經主汽閥和節流閥進入滑閥室,受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側,推動活塞運動。蒸汽在汽缸內推動活塞做功,冷卻的蒸汽通過管道被引入冷凝器重新凝結為水,這個過程在蒸汽機運動時不斷重複。
一般的蒸汽機有三個汽缸組成一個組,蒸汽機直接將活塞的上下運動轉化為船軸的旋轉運動,機中還得包含一個小的渦輪機,從汽缸中出來的蒸汽可以利用它的餘熱在推動這個渦輪機來提高整個驅動裝置的效率,這個渦輪機也與船的螺旋漿軸相連,進而實現運行。
所以改造工作還任重道遠啊,現在還得壓下心情繼續研究。(未完待續。)