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第53章 推而广之(第1页)

看着堆成山的柳条箱子,苏颂道:“这三年来,留在永城的那台机器我用心良多,然而并没有多大的收获。现在烧同样的煤,力气比以前大了两三倍,然而无论用什么办法,还是这样的庞然大物。这种东西只用能在船上,若是用来制车,什么路都压坏了。”

从杜中宵制第一个蒸汽机的模型,到现在已经十年了。不但是杜中宵、苏颂和韩绛等人,还有其他一些对机器感兴趣的文人,更有许多能干巧匠,加入到对机器的改进中。

这个时代的人,其实还是有很多对这些有兴趣,愿意投身其中的。不过技术很少跟工农业相关,更多的是用在天文仪器这些高大上的项目中。天文仪器更加精密,而且不惜工本,很多机械机构被发明出来。

不过十年时间,蒸汽机的发展遇到了瓶颈。一是太过于沉重,要么固定在一个地方不动,要么就只能安装在船上。就像现在汴河上用的,一艘大船就装一台机器,货船都做不了,只能当拖船。水运受自然条件的限制太多,大家一心想的,是用这机器制车,能够在路上跑。二是功率太小,偌大的机器,真正制成车,也拉不了多少货物。

杜中宵也曾经想造一段铁路,用蒸汽机拉火车,慢慢进行试验。可铁从哪里来?铺在哪里?更不要说功率太小,拉的货物太少,还不如马车呢。这机器真正要想实用,必须要更大的功率,减小体积,不然就只能是个原理机,供人研究而已。

现在最大的问题,是使用了高温高压蒸汽之后,管道的密闭。汴河车船上用的是小牛皮和毛毡,高温之下老化得非常快,跑一趟就要进行检修,把所有的密封垫片换一遍。繁忙的汴河可以这样做,对朝廷来说成本可以承受,其他用途就难了。

看着苏颂一副有心无力的样子,杜中宵也有些无奈。自己是中人之资,能有现在的成绩,就已经耗费了无数心血,天天搜肠刮肚找记忆中的知识。苏颂这种人可是天才,不说这个时代,数千年来都是数得着的。如果他也能受自己所接受的教育,汽车、飞机说不定都可以搞出来,蒸汽机又算什么。

苏颂都觉得改进艰难了,如果没有大的突破,很可能这机器真地已到时代的局限。

两人讨论了一会现在机器遇到的瓶颈,杜中宵道:“现在管里的水汽,温度太高,压力太大,密封不易。而如果不如此,则机器庞大,力气太小,此是两难。年初时候贝州之乱,我带了火炮前去助阵,帮着破城。从那时起便就想着火枪火炮,一样是弹丸和膛管密闭不严,射得不够远,威力不够大。苦思冥想了几个月,终于想出一个办法。就是弹丸不用圆的,而是后面带个尾片,火药引燃之后,用里面的气把尾片压开,封闭膛管。这些日子试了试,果然有用,只是还不能实用。”

火炮和火枪的射程,主要跟充足的火药爆燃之后的压力即膛压有关,还跟膛管长度即压力做功的距离有关。所以增大射程的方法,加大口径其实没有多大用处,增加枪管和炮管长度更加有效。再一个,发射时弹丸和膛管密闭越好,膛压越高,也能增加射程。杜中宵试验了很多办法,想起前世的子弹炮弹后面其实是有个窝的,受到启发,才想起弹丸后面如果能设计这样一个结构,用火药压力让其变形,从而实现封闭,可以提高膛压。现在还是一个设想,真正实用,尚需时日。

见苏颂一副茫然的表情,显然不知道火炮跟蒸汽机有什么关系,杜中宵笑道:“一样的道理,过蒸汽的管道,里面高压。如果密封的时候,不用皮垫而用铜垫,让水汽把铜片压紧在管壁上,是不是就能密闭呢?铜垫可比皮垫强得多了,水汽里经年累月,也不会老化不能用。”

苏颂点了点头,终于明白了杜中宵的意思。

后世蒸汽机密封是使用橡胶的,并不是只能用橡胶密封,而是橡胶能在高温高湿环境下耐老化。只要舍得下本钱,经常更换,牛皮和毛毡一样可以密封。实际上常温条件下,对油密封毛毡比橡胶用得更加广泛。现在没有橡胶,有没有其他办法?用金属呗,无非是成本高一些。

常压条件下,金属片没什么密封作用,但在高压下就不同了。压力越高,密封效果越好,金属密封会成为主流。对于铜片来说,其实现在蒸汽机的压力还是有些低,但可以配合毛毡,从而取代容易老化的小牛皮。毛毡是蒸煮处理过的,可以耐高温蒸汽。

这种复杂的机器,其实有数清的这种技术细节,有的很容易,一说就解决了。有的则因为知识比较冷门,偶情况下才能想起解决办法。凭着记忆,在这个年代做蒸汽机其实比历史上的瓦特容易得多,不需要顾及专利,不需要考虑利润,只是解决个有无问题。而且杜中宵前世是跟机器打交道的,见过了无数成熟的结构,只要一一想起来,推而广之,就有无穷用处。

取出一小片铜片,杜中宵对苏颂道:“便是此物。此一面凹下去,装的时候向外。另一面外凸,装的时候向内。管道里面有水汽,就会把铜片压平,紧紧贴在壁上,从而密封。”

如果管道里通过的是常压液体和气体,铜片是没有密封作用的,内部压力越高,密封效果越好越可靠。用这种办法,还可以进一步提高蒸汽压力。

把铜片拿在手里,苏颂用手按着试了试,笑道:“待晓巧思,能想出这种办法,可以一试!”

杜中宵心里苦笑,什么巧思,这种结构想起来了,才回忆起其实稀松平常。只要是高压液体这种结构自己见得多了,水泵之类非常常见,只是没有想起来罢了。推而广之,其实还可以配合螺纹,不管是水龙头还是螺帽。螺纹不只是好拆卸,其实也是一种密封方式,为迷宫密封。

很多常见的机械结构,不是设计的人,很难搞清其原理是什么。真正搞清了原理,可以用到很多地方。只要见得多,大量难题其实就是脑筋转一下弯,想不起来,只是下的功夫不够。

对于杜中宵来说,解决了高压蒸汽的密封难题,相当于推开了一扇门。其实自己知道得足够多,基本的机械,其实用不到高精尖的知识,不然当年的发明者怎么做得出来?最早做出来的,必然是非常简陋的,后来随着时间的推移,技术人员一点一点改进得更高明。

螺纹螺帽能不能做出来?以前杜中宵会觉得很难。没有机床,怎么车螺纹?现在就觉得很简单。不说单一功能的机床制造不难,不用机床也可以制螺纹啊,并不需要精确。先用手工造个螺杆出来,再用造出的螺杆直接把螺帽套出来,无非是螺帽的硬度比螺杆小罢了。如果再加上热处理,不同的硬度系列,大量生产螺丝也做得到。无非是不同地方做出来的,不能通用罢了,那又有什么关系?

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