如今有了镗床,更省时省力之外,还能提高质量。
“真是一件完美的艺术品呀!”
徐乐池和二十名铁匠,目光灼灼的盯着镗床。
这是诞生在他们手中的智慧结晶!
......
花费了整整三个多月的时间,徐乐池终于解决了当时提出来的两大难题。
接下来,便是用最新工艺,制作第六代蒸汽机模型机。
考虑到工作时的耐热性,于是用钨钢制作机身,尽管钻孔打磨费了些时间,好歹是完成了。
不过,徐乐池他们很快就发现第三个难题。
蒸汽机无法实现长时间的往复运动,听到奇怪异响后,就会渐渐停下来。
“究竟是哪里出现问题呢?”徐乐池环绕四周,低头认真查看。
因为镗床的诞生,气密性得到极大的改善。
那徐乐池他们,能理解蒸汽机是怎么产生往复运动的吗?
当然可以。
蒸汽机的动力原理,与双腔风箱的工作原理类似。
其中最关键的一个配件,就是换向阀,正是有了这玩意,才能实现双向两冲程。
当高压蒸汽进入气缸后,会推动气缸活塞向右运动,活塞就会通过曲轴连杆结构使飞轮旋转。
而飞轮的旋转又会带动连杆,使得内部换向阀从右到左运动。
如此一来,换向阀会阻止高压蒸汽的进入,同时气缸内部的进气口和排气孔形成通路,使气缸的蒸汽从排气孔排出,同时释放气缸内的压力。
《天工开物》记载有一种炼铁炉,是通过并联风管与手动挡板调节气流分配。
这不就是与蒸汽机相类似的工作原理吗?
早在汉朝时期出现的双作用皮橐,通过推拉活塞交替开启左右风道,实现连续送风,运用的正是单向阀。
所以,理性思考后,不禁要问。
华夏古代在明朝之前,明明就已经诞生出蒸汽、双腔风箱、换向阀、活塞运动、高低气压、齿轮、弹簧、曲杆连轴等等科学技术。
但是,偏偏就是没有整合出来蒸汽机呢?
为什么呢?
真的很令人费解。
.......
徐乐池与二十名铁匠展开激烈的讨论。
“目前来看,气缸的密封是没有问题的,方才我观察过,并没有漏气。”
“那为什么不能长久进行往复运动呢?”
“呃,我个人觉得,会不会是气(压)力不够?”
徐乐池点点头:“有可能。”
“来来来,我们再试几次。”
徐乐池在一旁记录着实验数据,他发现,再次启动后,蒸汽机就会不可避免的发出异响,随后动作渐渐缓慢停止,比先前的运动时间还要短!
“刺耳的响声,你们听出来是源自哪里的吗?”
“应该是内部。”
“没错,我也觉得是里面,仿佛有什么阻碍。”
将蒸汽机拆解之后,众人震惊的发现,装在活塞顶部的木头,膨胀变形了。
“原来是它!”
由于他们思维固化,还是用的双作用皮橐里面活塞材质,也就是木头。
完全没有考虑到,在高温的作用下,木头是会热胀冷缩的。
“不行,必须换种材质!”
“那应该用什么?”
“橡实子?”
他们口中的橡实子,便是天然橡胶,一种从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工而成的材料。
“有没有橡实子?”徐乐池环顾一周,问道。
“工部什么没有啊?”
“快,拿过来,装上去。”
很快,一坨橡胶在工匠细致入微的分割下,被安装在活塞顶部。
徐乐池用手抽动尝试一番,明显发现压强更甚,不禁脸色一喜。
将木头替换成橡胶之后,蒸汽机的运动速度明显更快!
惊讶的是,持续时间竟然也变久了?
然而,三刻钟后,居然再次停止运转?
众人将蒸汽机拆解,发现气缸内部的橡胶已经融化,怪不得会把活塞运动卡住。
天然橡胶的熔点很低,通常在60℃左右。
而蒸汽机在工作室,内部温度通常维持在100℃-250℃之间。
徐乐池懊恼的摇摇头,满脸失望:“橡实子不行。”
而这时,却有另一名工匠,提出一个灵魂拷问。
“橡实子早已融化,为何蒸汽机还能保持运动?”
这句话,顿时引起众人深思。
徐乐池自顾自的喃喃道:“或许,我们都错了,小看了蒸汽的力量。”
活塞,根本不需要别的添加物,哪怕是纯金属,也能正常运动。
为了验证这个想法,第三次改造模型机后,直接什么都不装。
果然,成功了!
只要蒸汽不断,机械就能无休止的保持运转!
“不不不,或许,我们还可以换种金属。”
目前活塞还是用的铸铁。
为了减轻活塞重量,将动力改到极致,他们又在琢磨新的材料。
很快,便看上了银这种金属材质。
银的密度是10.53克g
3,铜的密度是8.92g
3,而铁7.8g
3,因为ρ(密度)=(质量)
V(体积),所以,在同等质量下,银的体积最小。
而且,银的熔点通常在960.5℃至961.93℃?之间,符合耐热的条件。
还有,银的导热系数429W
·K,铜的导热系数为385W
·K,银的热传导比铜更强。
西方早期的蒸汽机,活塞材质一开始是铸铁,后来铜活塞逐渐替代了铸铁活塞。
既然银比铜更好,为什么他们不用银呢?
有没有一种可能,他们的银矿比较少?
.......
五个月后,蒸汽机,成了!
有参考答案,解题速度就是快!
不过,蒸汽机还是有完善的地方,比如说,如何加强烧水的压力容器?
朱祁钰被邀请到工部参观,当他看到那台不停运转,而且越来越快的迷你蒸汽机时。
目瞪口呆。
.......