提问题的研究员受到罗冲的夸奖,心中自然喜不自胜,而其他人听到罗冲瞬间根据问题举一反三,接连提出好几种动力源,更是对罗冲的脑洞和联想崇拜不已。
怪不得首领那么厉害,随随便便就能创造出那么实用的好东西,这脑洞简直无敌啊,他们只知道用乙炔点灯,用乙炔焊接,可却没想到这东西竟然还能当作动力源,而且就是当作燃料的用途,那也是首领告诉他们的。
闲话没有多说,关于蒸汽机的特设讲座才是正题。
“刚才我已经说了,为什么不选别的燃料作为动力源呢,因为我们现在的加工水平还不够高,蒸汽机这种简单的结构,容错率很高,就算不太严谨,我们也能把它尝试的制作出来,而且它的使用成本也是最低的。
其他的不管是乙炔,还有桐油,又或者酒精和火药,都不是作为燃料最合适的东西,需要精加工的燃料太贵了,反而是煤矿这种东西,储量多,挖出来就能用,只要能拿来烧热水就够了。”
下面的一众研究员纷纷点头,对罗冲的想法也有了直观的了解。
“光说不练是不行的,我之前已经让玻璃工坊打造了这样一套的透明蒸汽机模型,方便大家能够更直观的了解其中的原理,现在谁想到前面来操作一下给大家看看。”
罗冲的话说完,底下唰的一声全都举起了手,看来自己已经彻底调动了他们的兴趣,他自己倒是什么都不怕,就怕手下这些人对蒸汽机不感冒啊。
不过现在这课堂气氛就很好,罗冲直接点了一个人让他上前操作。
那人恭敬的对着罗冲作揖拱手,叫了声首领后又对着讲台下的众人略一拱手,然后就开始打量起面前的这些东西来。
罗冲让人做的蒸汽机模型并不是整体的,而是只有一个精巧的木头架子,上面安装了一个飞轮,前面是活塞连杆和透明玻璃吹成的气缸,而在气缸的前面,还有一个玻璃做的小瓶子,里面装水,用来代替锅炉,和气缸之间用导气半透明橡胶管来连接。
加热方式则是使用酒精灯外部加热,这东西是实验常备的工具,汉部落玻璃和酒精都不缺,干脆趁这次机会弄了出来。
上来的那个研究员在罗冲的指挥下开始了操作,装水的烧瓶内添一半的水,然后把它和气缸连接在一起,架子放好,酒精灯点着明火,调节一下火焰高度,然后挪到烧瓶底下。
谁开始慢慢的升温,一些热气顿时模糊了烧瓶空余的内壁,下面的众人也都趴在桌子上伸长脖子看了起来。
“大家可以到前面来看,安静一点,不要太挤。”
罗冲笑着看了看他们,为了让每一个人都看清楚,特意让他们上前来观看。
众人闻言十分激动,连忙小声起身凑到讲台四周,把讲台整个包围起来。
烧瓶不大,里面的半瓶水很快就被加热了,开始缓缓的冒出许多细小的气泡,不过距离沸腾还要差一点。
有人急性子的顿时问了一句,“首领,这个机器的启动速度是不是慢了点啊,感觉比风车水车还慢。”
“慢?慢不要紧,要是能花个烧水的功夫将它启动,然后运行一整天的话,启动的时间基本就可以忽略不计,而且它的燃耗也不大,浪费不了多少能源。”罗冲笑着解释了一句,这个时候烧瓶内的水也开始沸腾了。
没多大的烧瓶内,热水在咕嘟咕嘟的翻滚,大量的水蒸气开始向外寻找突破口,但是密闭的烧瓶并没有其他通道可以让蒸汽逃逸,最后只能顺着半透明的黄色橡胶管涌入透明的玻璃气缸内。
这是一个往复式蒸汽机的模型,上面的进气口和活塞连杆相接,有一个控制进气通道的开关装置,同时还连接了废弃排放口。
但是随着大量的水蒸气涌入,那些白色的热烙蒸汽居然没有推动活塞,而是直接从排气口出去了,飞轮仍旧一动不动,这就很让人尴尬了。
“首领,这?接下来该怎么办?”上来负责操作的那个研究员看着眼前的一幕,出声打破了尴尬。
罗冲想了下,这东西启动是不是也要像单缸柴油拖拉机那样用摇把摇一下,给飞轮提供一些惯性?于是就听他说道。
“把出气口的橡胶管捏死,提高气缸内部压力,然后用另一只手拨动飞轮,提供一些初始惯性。”
研究员很快按照罗冲的要求做了一遍操作,将出气口的管子捏死,里面的蒸汽压力顿时升高,没有出口的水蒸气越聚越多,最后无处逃逸,只好向着唯一能动的活塞方向顶了过去。
“有效果。”
周围的众人全都眼前一亮,那个操作员也不敢耽搁,连忙用另一只手拨动飞轮,下一刻,受到蒸汽和连杆的作用,飞轮开始不停的转动起来。
“快松开出气管。”罗冲连忙提醒了一句。
等操作员把出气管松开,飞轮便开始在蒸汽的来回推动下加速了,上面的小轮子也开始呼呼呼的转了起来。
“哇,真的能动啊,还转的那么快。”
“你们看这排气筒也有意思,还是突突突突,一股一股的往外排。”
“靠烧水和燃料就能驱动机械转动,如果这样的话,岂不是说只要能不断加水和燃料,就能让它一直干活儿了?那还真是厉害啊。”
“这东西要是能成,恐怕薪柴就要涨价了......”
“噗,你这脑回路还真是清奇啊。”
“不管,不管,我们是研究机械的,价格不是我们该管的事。”
众人看到眼前这台袖珍的,用两只手就能捧起来的蒸汽机模型,纷纷惊叹出声。
等整个研发团队都参观完了这台蒸汽机模型,罗冲也开始了他的正式讲课。
研发团队的第一目标,是搞出一台小型源动力往复式单缸蒸汽机,不是用来装在机车上的,而是用来给车床提供原动力,为开发更好的蒸汽机提供有利条件,毕竟有了车床,一些精密零件的加工才能得到质量保障。
单缸式往复蒸汽机,也就是传说中瓦特改良的蒸汽机,从最早的纽科门蒸汽机的单冲程运动改成了双冲程运动,将蒸汽机的做工效率提高了一倍不止,也由此,才将蒸汽机大规模推广起来。
罗冲的想法也很简单,没有精密加工机械的情况下,那就先把加工机械搞出来。
这种蒸汽机主要由一个锅炉、一个高压气缸、一个往复式活塞及其连杆,最后就是提供主动力的飞轮。
飞轮再用皮带或者齿轮与无动力机械连接,使其具备人工动力。
研发团队们对这种结构的运用和理解也已经颇为熟悉,理解起来非常迅速。
所有人都将罗冲这位汉部落第一科学家的名言奉为真理,也就是所谓的:艺术就是爆炸,工业就是烧水,器械就是转圈......
他们现在所研究的这个项目,其实就是用烧水来让机械转圈而已。
罗冲负责设计和整体思路,研究员们主要负责利用现有工艺,将罗冲所需要的东西制造出来,双方各尽其才,很快就把研究工作带到了正轨上。
锅炉的制造由钢板冲压,钻孔,热铆,以及焊接等工艺完成,这个是技术难度最低的一个环节,主要要求做工精细即可,利用现有技术就能完成。
锅炉里面整体上分为两部分,因为是固定的立式锅炉,所以整体上看起来呈圆柱形,像是一个站起来的巨大胶囊,有将近一个人大小,上半部分是水箱,下半部分为火塘,外面接了几根金属管道,用于输送水蒸气。
而最复杂的往复式气缸,则是用最精细的失蜡法铸造技术,使用熟铁铸造而成。
汽缸不需要承受火炮那么大的膛压,所以没必要使用铸钢材料,铸铁足以承受,而且使用熟铁更软,方便汽缸内膛的打磨。
气缸的结构也选用的圆柱体,这是基于汉部落现有的火炮镗床技术而设计的,长方体的气缸不是不行,而是目前还做不到那么严丝合缝,要知道密封程度才是气缸这种零件的重要指标。
同时,关于机械能和活塞气缸的关系,罗冲也明确的教给了研究员们,让他们直接吸收,并在以后的实践中自己应用。
圆柱形活塞汽缸这种东西,其体积和直径其实也非常有讲究,缸体直径越大,那么蒸汽作用在活塞表面的推力也就越大,机器也就越有劲,也就是所谓扭力大。
而直径小,长度较长的汽缸,由于活塞的表面积减小,机器能够提供的动力也会相应减小,这是不可避免的,但是随着缸体的拉长,活塞的行程也会相应的变长。
这样的汽缸制作出来,扭力会比较小,但是马力却十分充足,也就是拉力不大,但是腿儿倒腾的比较快。
这两种汽缸无所谓谁强谁弱,还是罗冲的那句名言,器械这东西没有好与不好之分,只看它用的地方合不适合。
如果你准备用它放在矿山上拉石头,那么肯定拉力越大越好,这个时候直径大的汽缸就有优势,而如果要用蒸汽机做一台台锯,那么追求的就是锯片的转速,只要够快就好,反正也用不上什么力,锯木头而已,要那么大力气干嘛,这个时候直径较小,但是行程较长的汽缸就会更胜一筹。
因为这次研发的是用在机床上的蒸汽机,追求的是转速,所以罗冲选用的就是长行程小直径的单体往复式汽缸。
失蜡法铸造,再用风车立式镗床来打磨汽缸内壁。
而配套的汽缸活塞,则是直接用一组较薄的铜铁复合板构成,没有使用任何橡胶,因为蒸汽机本来也用不着橡胶来做密封。
这个活塞的密封原理,用的还是最初级的热胀冷缩现像,主要的活塞部件由几片组装在一起的圆形薄铁片构成,铁皮直径与缸体内径几乎相等,只要能差不多放进去,稍微有一点缝隙也没关系,当然,还是越严丝合缝越好。
这样的铁皮活塞放进去后,等蒸汽机启动,活塞板接触到高压高温的水蒸汽,严丝合缝的铁皮受热膨胀,直径就会稍微比缸体大上那么一点点,到时候活塞就会牢牢的抵在缸壁上,形成一个完全密封的环境。
至于铁皮活塞两边添加的铜片,主要是用来帮助铁皮快速升温用的,因为铜的导热性要比铁更快更好,之所以没有直接用铜,而是采用铜铁复合式的方式来做,是因为铜的强度不够,和铁比起来还是太软了,耐磨性不怎么高。
除此之外的往复开关蒸汽管,里面则是直接用一节铜柱来做开关,这个东西比较小,完全可以做成实心的,这样一来,铜柱的导热和润滑就明显胜过钢铁了,放在这个关键部位就非常合适。
其他的飞轮和连杆等物,连杆为了提高使用年限,直接用好钢锻打而成,至于动力飞轮,就直接用砂模,拿熟铁铸造了,反正那就是个最不重要的东西,坏了大不了就换一个。
传动皮带方面,其实不归这个团队负责,那个罗冲另有安排,他直接交给了湖心岛的橡胶研发小组,让他们以剑麻纤维为芯,再以摩擦力大,韧性强,弹力小的橡胶混合,用来制作传动皮带。
这个东西只要思路正确,有罗冲提出的指标,那么剩下的就是砸钱砸资源,用大量实验来找正确结果的实验过程了。
所以罗冲对此并不担心,根本没有什么难度,所需的也只是时间而已,早晚都能弄出来。
等把研究项目带上了正轨,罗冲也就没必要一直待在这里了,于是便再次回到了家中,开始处理日常的汉部落政务。
汉部落目前并没有多少政务需要罗冲处理,因为各地都有地方官来管,他只需要统领大局,引领方向即可,闲暇时间,其实罗冲都在写书,他想把前世还能记住的知识,尽可能的都写下来,这样多少也能给汉部落留下些财富。
就在日常写书的日子里,时间缓缓抵达了汉部落建元二年的六月底,一封从竹岛使团飞来的巨鹰再次给罗冲带来一封书信,上面说,使团的货币推行很顺利,但是所需货币量太大,希望部落继续调集硬币补充,同时,鑫部落貌似也已经攒到了足够的钱,希望可以立即交易汉部落承诺的那两艘帆船。