所以他时不时就要写信问江林,问蒸汽锅炉、抽水机有何进展,却不会说他们如今对于火轮船的研究到了何种地步,遇到了什么问题,这一切都是为了保密。
这种单向的技术交流,使得外界不知道他们的具体需求是什么,就像江林那样,不知道他在为如何提高气缸对蒸汽的利用效率而头痛。
因为他没提起唧筒,于是江林就没说唧筒已经改进了。
而攻关小组一天到晚都在关注蒸汽锅炉和传动装置(气缸等),成日里泡在工场,哪里会东想西想,哪里会想到问别人诸如“唧筒有何改进”之类的问题。
结果。。。
白正想着想着,眼眶一热,忽然想哭,他觉得自己这两年来,都不知道在忙些什么。。。
如果,他和同伴们当时多关注一下蒸汽抽水机,关注一下配套设备,那么当时就有可能会想到这个解决办法,而不是闷头苦干,折腾了两年却一无所获。
白正的模样,江林看在眼里,虽然他不可能知道白正心里想的是什么,但对方见着双向唧筒后的表情,让江林大概能猜出一二。
拍了拍白正的肩膀,江林笑道:“怎么,你想到了双向气缸?”
“啊?你。。你也想到了?”白正惊讶的问道。
“当然,不止我,也有人想到这一点,还做出实物了。。。你猜猜,效果如何?”
白正想说“效果一定好”,但见着江林的表情,他知道事情没有那么简单,想了想,他想到了一个可能。
确实,双向气缸的原理是不错,但现实是,恐怕真正运转起来持续不了多久。
江林见着白正若有所思的模样,接着说:“得了,聪明人又不止你一个,双向气缸要是真能用,早就有人申请专利,而蒸汽抽水机的效率,又要提升不少了。”
第一百七十九章 良心!你们的良心在哪里!()
两人正低声交谈,旁边那群围着蒸汽抽水机的学生,已经开始向教师提问,他们经过一年多的文化课学习,已经有了基本的理论基础,所以问的问题倒也贴近实际。
一名学生提问,问为何蒸汽进入气缸后,要在气缸内冷凝才排出去,这样一来,重新进入气缸的蒸汽,其部分热量会浪费在重新加热气缸上,白白损失掉了。
为什么,蒸汽的冷凝不可以在气缸外进行?
这个问题,让授课教师一愣,旁边正在交谈的江林和白正也是一愣。
学生的问题,听起来有些好笑,因为自从蒸汽抽水机出现,其气缸的运作原理就是如此。
一个单向气缸里,一端封闭,另一端开放,封闭端有进气口、排水口,高温蒸汽经此排入气缸(进气口同时关闭),因为气体膨胀的原理,便推动活塞向气缸另一端(开放端)移动。
待得活塞移动到一定位置后,封闭端注入冷水,使得蒸汽瞬间降温,体积収缩,形成真空。
气缸封闭端处于真空状态,活塞另一面(气缸开放端那一面)就承受气压,于是往回走,而气缸封闭端内的冷凝水,经由排水口排出。
蒸汽膨胀(高温时),推动活塞;蒸汽冷凝(冷水降温),活塞缩回。
如此一来,就是一个完整的往复运动,周而复始,带动抽水唧筒不停抽水。
这个原理,毫无问题,而为了形成真空,就必须往气缸里注入冷水以形成真空,不然活塞如何能实现往复运动?
也正是因为这个原因,所谓的双向气缸,真做出来,也无法运转太久,因为气缸两头都要冷凝,冷凝水的存在就是阻力,活塞来回运动几次就会变慢。
而气缸两头冷凝的结果,就是气缸缸体温度降得很快,那么新鲜蒸汽排入气缸时,就会因为快速降温而冷凝,失了“锐气”,连活塞都无法推动。
而白正是刚才冒出“双向气缸”的念头后,也意识到这个问题。
现在,他们和授课教师,对于这名学生的提问,觉得有些啼笑皆非。
不过,学生嘛,既然是初学者,问出的问题当然就有些幼稚。
蒸汽不在气缸里冷凝,如何形成真空?总不能另设一个冷凝器,和气缸连接,这样真是多此一举。。。。
进入气缸的蒸汽,必然有一部分进入与气缸连接的冷凝器,如此一来,就损失了一部分推力,哪里划得来,然后。。。
然后。。。。
然后这部分进入冷凝器的蒸汽开始冷凝,体积收缩,于是形成真空,那么气缸里的剩余蒸汽自然就被吸入冷凝器,于是。。。
如果冷凝器的体积合理,产生的真空足以将气缸里的蒸汽都抽进来,那么气缸里也就接近真空状态,活塞自然也就往回走了。。。。
蒸汽冷凝,在气缸外的冷凝器进行,那么气缸的温度就会一直保持着,只要做好隔热保温,那么气缸的温度就会和新鲜蒸汽温度差不多,那么每次排入气缸、推动活塞前进的蒸汽,其热量就不会白白浪费掉。
这样一来,蒸汽机的效率会翻上许多倍啊!
一个问题,引发的联想,让江林、白正和那个授课教师,宛若醍醐灌顶,瞬间想到了个惊人的改进,这样的改进,真是不得了!
而江林和白正,很快就想到了这一改进意味着什么:如果给气缸加上外部冷凝器,确保气缸缸体维持较高温度,那么双向气缸的运转,就不会出现问题。
双向气缸的活塞,完全靠着左右两端蒸汽的注入、外排而动起来,气缸里不会有冷凝水,不会形成水阻力。
又因为蒸汽的冷凝在外部冷凝器里进行,所以气缸的温度不会降低,于是气缸左右两端交互进入、排出的蒸汽,就能很轻易地推动活塞进行往复运动。
问题迎刃而解!
巨大的喜悦,让面面相觑的江林、白正激动万分,连带着那位授课教师,三人兴奋得喊起来。
那名发问的学生,见着三人如此失态,有些讷讷的问:“呃。。。。所以,外部冷凝器,真的对锅炉有用的,对吧?”
听得这学生说“外部冷凝器”,江林心中一动:“怎么,你见过。。。这种在气缸外冷凝蒸汽的东西?”
学生点点头:“对啊,见过的,先前就见过的。”
“先前就见过?”江林一把抓住学生的肩膀:“你在何处见到的?我怎么不知道蒸汽抽水机有如此改进!”
学生有些紧张的回答:“抽水机?不是呀,学生是在五庄观见过的。”
“啊?”
江林闻言一愣,和其他两人面面相觑。
“这和五庄观有何关系?”
学生答道:“一年多以前,学生就见道长们给蒸釜装了外部冷凝器,装了之后,效果不错的。”
他随后补充:“用蒸釜来蒸一些原料,效果很不错,所以道长们经常用到蒸釜,蒸汽锅炉每日都不能停。”
“蒸釜。。。。。”江林觉得脑子一片空白,“你。。。你如何对五庄观那么熟悉?”
“呃。。学生自幼长在五庄观。。。是道长抚养长大的。。。”
那学生开始说起自己的经历,他是孤儿,被五庄观收养,然后在观里长大,作为道童做各类杂务,后来因为聪明好学,便跟着道长们做实验,打下手。
五庄观因为每日都要进行大量试验,用蒸汽来处理一些原料,经常用到蒸汽锅炉,但高强度的使用下,即便数台蒸汽锅炉轮流使用也吃不消,所以经常出故障。
锅炉出故障了,就得生产锅炉的工场派人上门维修,这得花时间。
五庄观是很特殊的地方,尤其实验区还有士兵把守,轻易不许外来人员进入,任何外来人员进出时都要办理繁杂的手续,还得接受检查,即便是常来的锅炉维修工也不例外。
所以锅炉报修和上门维修完成会花掉一些时间。
虽然不会拖延太久,但做实验做到废寝忘食的道长们等不及,所以希望维修工能够常驻道观,随叫随到,但基于保密制度的原因,这一想法不能实现。
于是在诸位道长的强烈要求下,五庄观决定培养几个道童,让其学习如何维护蒸汽锅炉,届时观里的蒸汽锅炉一有问题,马上就能解决。
五庄观特选了几个资质不错的道童,来技工学校学习,这名学生就是其中之一。
这名学生跟着道长做实验,听道长说蒸釜用的外部冷凝器,能确保蒸釜内的温度恒定,能提升蒸汽利用效率,所以谨记在心。
五庄观的蒸釜加装外部冷凝器,大概是一年多以前的事情。
没多久,他和同伴就读技工学校,学了一年的文化、算数及理论,发现没提到外部冷凝器,心里就觉得奇怪,却不敢问,现在,见着蒸汽抽水机的实物,发现真的没这玩意,所以才会提问。
“一年多以前就有了。。。你们。。你们五庄观是怎么回事!”江林几乎要吼起来,“你们有了这么好的技术改进,为何不说啊!申请专利也行,肯定有人愿意买啊!”
“良心!你们的良心在哪里!”
学生被失态的江林摇晃着,哭丧着脸答道:“我、我、我。。。我们,用的是蒸釜,不是蒸汽机。。。。”
第一百八十章 双重作用()
大冶军器监,戒备森严的火炮工场内,工匠们正在制作火炮,他们将经由模范铸造的火炮炮胎安装在车床上,使得沉重的炮身绕着轴线旋转,一把锋利的车刀靠在炮身上,将炮身表面削得十分光滑。
另一边,一门已经处理完炮身外表的火炮,被工匠安装在镗床上,同样绕着轴线不断旋转,与此同时,一根粗硕的长杆深入炮膛内,长杆末端的镗刀对炮膛内壁进行切削,将其切削成光滑的内壁。
镗床和车床,如今是最重要的加工工具,广泛应用于各种制造、加工行业,车床是对工件的外表进行加工,而镗床是对工件的内部进行加工。
而大冶火炮工场里的镗床,是天下最好的镗床,可以将青铜材质的炮管内壁,切削得光滑无比。
只有这样,火炮才耐用,不然内壁的各种瑕疵,很容易在发射炮弹时,被燃烧的火药扩大,最后炸膛。
巡察至此的林有地,看着这些庞然大物加工火炮,想起了许多往事。
他是亲眼看着车床、镗床成长起来的,二十年前,在安州州治安陆,他奉郎主之命,带着懵懵懂懂的手下,开始了车床的摸索之路。
时光流逝,当年的简陋车床,以及在车床基础上发展起来的镗床,如今已成长为复杂的精密机械。
火轮船试航“成功”,林有地给技术攻关小组放了假,他自己却马不停蹄来到大冶,看看火炮工场的生产进度如何,这是天子最关心的事情之一,所以他时不时要给这里的主管人员提个醒。
官军是天子的爪牙,而武器是官军的爪牙,如何制造出威力更大的武器,是武器工场全体员工的职责,绝不能满足于现有成绩,不思进取。
尤其是对于车床和镗床的改进,必须坚持下去,这两样工具,对于制造、加工业的快速发展可是有着“双重作用”。
正如人吃东西靠牙齿,车床和镗床“啃”工件,靠的是刀具,无论车刀还是镗刀,决定了车床和镗床的“神通”能有多大,而现在,镗床的神通,依旧未如人意。
对于火炮制作来说,炮膛的加工最关键,光滑无暇的炮膛决定了火炮的耐用程度,一旦在生产时处置不当留下隐患,日后很容易炸膛,所以炮膛最好的制造方法,应该是直接镗出来的。
用模范法制作火炮,火炮的内膛很容易有沙眼、气泡,这是很严重的隐患,可若是直接锻造处一根质地匀称的青铜柱,然后用镗床给青铜柱镗出炮膛,这样的炮膛绝对没有瑕疵,坚固耐用。
设想是好的,前提是镗床的刀具、固定刀具的长杆足够坚韧,然而以目前的冶金工艺,做不出这样的刀具和长杆。
只能先用模范浇铸出炮胎,炮胎已有炮膛,然后用镗床对炮膛进行第二次加工。
截至今日,足够坚固的镗刀及固定镗刀的长杆依旧无法制作出来,但林有地并没有责怪技术人员,因为他知道这涉及到冶金工艺,想要提升真的很难。
天子也知道,所以并没有下死命令,而火炮工场的车床及镗床,其实已经满足了使用要求。
大冶火炮工场,每月都会生产出合格的火炮,然后经过仔细检查,根据兵部的凋令,将火炮运往目的地。
天下间能够制作火炮的工场,目前就只有五处,大冶火炮工场便是其一,这里戒备森严,闲杂人等不得靠近,想要进入工场,没有兵部、精工院的双重许可,即便是朝廷要员,也不得入内。
林有地身份特殊,作为天子潜邸旧人,本来就主管各类精工产业,带出了许多技术骨干,这些技术骨干如今是各个工场的主要管理者,大冶火炮工场,也是在他主持下建立起来的,所以拥有特别通行证,可以随时进出火炮工场。
他看着眼前这些复杂、庞大的车床、镗床,不由得想起了二十年前,在安州州治安陆,他和伙伴们组装起来的简陋车床。
一眨眼,二十年过去,当初那简陋的车床,如今已经“长大”了。
在此基础上出现的镗床,不仅能镗炮膛,还有很多用处,而镗蒸汽机的汽缸,便是镗床最重要的用途之一,靠着这种加工利器,蒸汽机的汽缸制作才脱离了纯手工制作的尴尬境地。达到了标准化生产。
有了车床,可以“车”出规定尺寸的活塞,精度很高;有了镗床,可以“镗”出内径符合规定尺寸的气缸,精度同样不错。
这样做出来的气缸和活塞,相互间的缝隙已经变得很小,加上合适的密封垫,比起纯手工打造的气缸、活塞的密封性要好许多。
但即便如此,火轮船的速度还是上不来。
林有地想着想着,又想到了火轮船,想起那日码头上如潮的欢呼声,想起磕了“药”的火轮船,不由得有些黯然。
就在这时,他来到镗床另一端,那里是为镗床提供动力的蒸汽机所在位置,经由蒸汽抽水机改造的动力蒸汽机,驱动的不是抽水唧筒,而是镗床的刀具。
镗床对火炮炮膛内壁的切削,转速不能太快,否则刀具会因为过度发热而变红变“软”,所以火炮工场的镗床对于转速的要求不高,用上每分钟转动五到六次的蒸汽机也很合用。
毕竟转速经过齿轮组的放大,用来驱动镗刀旋转已经足够了。
林有地方才听过介绍,知道为蒸汽机提供蒸汽的锅炉已经是最新的锅炉,同样的耗煤量下,蒸汽量大增。
正是因为有了源源不断的动力,才让工场的镗床力量十足,而现在,他发现其中一台蒸汽机的情况有些不对竟然用了双汽缸。
正如蒸汽抽水机靠的是气缸活塞带动杠杆、杠杆另一端带动抽水唧筒那样,工场里推动镗床刀具转动的蒸汽机,也是通过气缸活塞带动杠杆,然后杠杆另一端带动飞轮,让往复运动转变为旋转运动,使得镗刀不停旋转。
但正常的蒸汽机,用的是一个汽缸来带动杠杆,宛如一个人玩跷跷板,跷跷板的另一端是沉重的米袋。
而眼前这台蒸汽机,却在杠杆的另一端加了个汽缸,气缸的活塞连杆与这半边杠杆臂相连,位于中间位置。
所以,这台蒸汽机是靠两个汽缸拽着杠杆运动,看上去就像是跷跷板两端都有人一样。
陪同人员见着林有地很感兴趣,便解释起来。
自
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