陈明府邸,西偏院内突然传来一阵兴奋的喧哗声。
“动了!真的动了!”
王二虎和王汉围着一个木制机器激动不已。
这个蒸汽机模型三尺见方,中央是一个铜制的锅炉,正在冒着白汽,与之相连的也是一个铜制的汽缸,内里的活塞、连杆、飞轮正在慢慢的运转,虽然缓慢但正带着尾端的木桩缓缓上升。
其中铜制部分是王汉亲手锻造的,受限于环境,同时为了保证气密性他选择了熔点较低的铜,用浇铸法一体成形。
活塞与汽缸表面的接触部分,按陈明提出的要求,需要用柔软不会损伤缸体的材质制造。
按理是要用到橡胶,但现在橡胶还未传入大明,所以这也是陈明比较头疼的地方。
不过刘昌杰想到了一个好点子,他用羊皮层层包裹住铜棒制成的活塞头,利用皮革本身的柔软来保护汽缸内壁。
虽然不是长久之计,但用在这个模型上简单的实验还是没有问题的。
刘昌杰满头大汗,正拿着炭笔在板子上快速记录着什么。
恰逢此时陈明带着李思走进府邸,听到西偏院内的动静便立马赶了过去。
刘昌杰见陈明进来,兴奋地喊道:“伯爷!成了!这模型成了!您看,只需持续加热锅炉,产生蒸汽,这机器就能自己转起来,拉动木桩!虽然因为材料和设计的问题,力道还尚小,但原理完全可行!只要不断改良真的可以做到伯爷说的那般!”
陈明走上前,仔细观察着这粗糙却意义非凡的初代蒸汽机模型。
飞轮每转动一圈,都仿佛在他心底打气,告诉他这个世界将因为他而改变。
“好啊!不过七日便将模型造了出来,三位不愧是大明最优秀的工匠!”
听到陈明夸耀,三人显得有些不好意思,憨厚的笑了笑。
“伯爷过奖了,我们也就做些糙活,若不是伯爷一直在旁指点,别说七日,就是下辈子我也造不出来。”
就在陈明和三位工匠沟通的时候,李思在一旁也看得目定口呆。
他虽然不懂机械,却本能地感受到这小玩意儿背后蕴含的恐怖潜力。
不靠人力、畜力、水力、风力,仅凭烧水产生的气,就能让机器持续工作!若这东西做大做强,大明的未来不可想象……
陈明转身,对身侧的李思笑道:
“博彦兄,你看,这东西便是‘蒸汽机’。将来,它可以装在车上,不用马就能自己走;还能装在船上,不需要借风前行,甚至能逆风破浪;用在矿上,能抽水掘山;用于工坊,能取代人力日夜纺纱。等到我这的实验成熟,到时候它带来的,将是人力千百倍的释放,百姓能用更少的精力去做更多的事情,这里面的价值不可衡量!但这一切,都有一个前提。”
“什么前提?”李思问道,他的思绪已经在畅想着陈明提及的未来。
“需要一个安定、统一、繁荣的国度来承载和推行。”
陈明眼神炽热:“你我的事业,你看到的这份草原方略,还有这蒸汽机所代表的未来。博彦兄,与这开天辟地的事业相比,昔日的恩怨荣辱,又算得了什么?”
李思朝着陈明躬敬拱手道:“信安伯心胸宽广,博彦所思所想竟全是为了自己,日后定全心全意追随信安伯,赴汤蹈火,在所不惜。”
陈明将李思扶起,又说了几句安抚他的话,随后喊来孟七将李思带下去歇息。
待人走后,陈明看向三位工匠,急不可耐的开口:“可发现哪些地方可以改进?”
刘昌杰将手头记录下的笔记递给陈明,封面写着试验机一号,这也是陈明之前命名的。
“回伯爷,试验机一号当初定的目标是验证原理是否可行,这个目标此次已经圆满完成。不过在制造过程中我们也发现了许多问题。最直观的便是力道太小,我怀疑可能是锅炉过小,导致水汽不够充裕的问题,在试验机二号我打算试着加大锅炉,来看问题是不是出自这里。”
刘昌杰见陈明一边看着笔记上的内容,一边点头回应后继续说道:“还有设计的锅炉位置不合理,底下的材火总会燎到一旁的支架上,需要加个隔断;这次我还发现一个很严重的问题,汽缸常因为蒸汽而变得滚烫,无法让蒸汽重新变为水,会导致活塞停止,此时就需要泼上一瓢冷水后才会继续工作一会。”
陈明放下笔记,刘昌杰记录的很详尽,针对他刚刚提出的问题陈明忽然想起来自己忘了完整蒸汽机的一个重要组成部分。
冷凝器!
试验机一号误打误撞,依赖其铜制汽缸自身的导热效果来替散热、冷凝,同时因为是竖着放,活塞在自身重力下缓缓回收,造成了能够自行往复运动的假象,能勉强维持一段时间试验机一号的运行。
但当铜汽缸的自身的温度变高之后,整台蒸汽机便罢工了,只能泼水降温才行。
而冷凝器能让蒸汽重新凝结成水,不仅能让水循环利用,最重要的是能让汽缸内部变为真空环境,始终让大气压将活塞自动推回原位,以此来真正实现活塞长久的往复运动。
陈明快步走到试验机一号旁,指着汽缸说道:“昌杰,你发现了吗?我们现在的设计,只是盲目的将活塞向上推,却没有将它收回来的动作,全靠活塞自己落下。”
“伯爷说的没错,确实存在这个问题,是否要在活塞上加一根拽线,以人力收回?”
“不用这么麻烦,若还要人力这机器还造他干什么?况且你也拉不动。”
陈明见在场三人一脸疑惑,便准备科普了一下大气压强,搭配上此前便就和他们说过的液态转气态物理基础知识,来方便几人理解。
“拔火罐各位都知晓吧。在陶罐内快速丢人点燃的火棉然后盖在身上,火罐便牢牢吸在身上了。这其实并不是‘吸’住了,而是因为火将罐子里面本身的气体被消耗掉了,此时罐子内部的压强便小于大气压强,大气压强将罐子压在来我们身上,造成了罐子在‘吸’的错觉。”
陈明看了眼三人沉思的反应,继续说道:“这汽缸的道理便和拔火罐类似,水烧开变成气,活塞下端的气压便比大气压高,就被推了上去,想要让活塞回到原位只要用相同的方法就行。”