【0190 仿製蒸汽機】(2/2)
「曉琳,這些糧食,果蔬,每樣留出兩袋來做樣品,單獨放置,不要全部納入糧食庫。」韋寶忽然想起了什麼,這裡什麼蔬菜,什麼糧食都有,品類很齊全,像是能提升四五倍糧食產量的大殺器——土豆、紅薯、玉米,三季稻、高產果蔬,應有盡有。
雖然大部分是只適合在南方種植的作物,但是他想著先保管好,等過陣子再設法讓人將這些種子帶到南方去種植也不遲。
或者自己派人到南方去買一個大莊園,專門用來種植這些跨時代農作物,也是可以的,韋寶覺得只要過了長江,隨便在哪裡找這麼一處大莊園都適合。
「好的,知道了。」范曉琳答應道。
韋寶點了點頭,又對林文彪道:「讓羅大管事找幾名手藝最好的鐵匠來,把蒸汽機先放在我房子旁邊。」
「是,公子。」林文彪答應一聲,連忙讓一個人按照韋公子吩咐的去做。
韋寶並沒有給蒸汽機起名字,而是仍舊叫蒸汽機。
16世紀末到17世紀後期,英國的採礦業,特別是煤礦,已發展到相當的規模,單靠人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求,而現場又有豐富而廉價的煤作為燃料。
現實的需要促使許多人,如英國的帕潘、薩弗里、紐科門等就致力於「以火力提水」的探索和試驗。
最初的真空蒸汽機被用來將礦井裡的水抽出來。紐科門的蒸汽機將蒸汽引入氣缸後閥門被關閉,然後冷水被撒入汽缸,蒸汽凝結時造成真空。
活塞另一面的空氣壓力推動活塞。
在礦井中聯結一根深入豎井的杆來驅動一個泵。
蒸汽機活塞的運動通過這根杆傳到泵的活塞來將水抽到井外。
第一個巨大的改善是將氣缸與凝結缸通過一個閥門分開。瓦特在伯明罕發明的基礎上進一步做了改進。這個改進提高了蒸汽機的效率。下一個改進是將閥門的操作自動化。
這些早期的真空蒸汽機的效率有限,但它們比較安全,因為它們的壓力比較低,在物質發生損壞的情況下機器向內收縮,而不是向外爆炸。
它們的效率受外部氣壓、氣缸變形、燃燒和沸騰的效率和凝結能力的限制。理論最高效率受水在普通大氣壓下比較低的沸騰溫度限制。使用高溫高壓的蒸汽為蒸汽機的效率帶來了巨大的提高。
但這種蒸汽機比真空蒸汽機危險得多。鍋爐和機器的爆炸造成了許多大事故。安全閥在這裡帶來了很大的改進,在壓力過高的情況下安全閥放氣減壓。但真正保證安全只有依靠建造、運行和維護的經驗和安全規則。
薩弗里製成的世界上第一台實用的蒸汽提水機,在1698年取得標名為「礦工之友」的英國專利。
他將一個蛋形容器先充滿蒸汽,然後關閉進汽閥,在容器外噴淋冷水使容器內蒸汽冷凝而形成真空。打開進水閥,礦井底的水受大氣壓力作用經進水管吸入容器中;關閉進水閥,重開進汽閥,靠蒸汽壓力將容器中的水經排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時,關閉進汽閥和排水閥,重新噴水使蒸汽冷凝。
如此反覆循環,用兩個蛋形容器交替工作,可連續排水。
薩弗里的提水機依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井汲水,須將提水機裝在礦井深處,用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上,這在當時無疑是困難而又危險的。
紐科門及其助手卡利在1705年發明了大氣式蒸汽機,用以驅動獨立的提水泵,被稱為紐科門大氣式蒸汽機。
這種蒸汽機先在英國,後來在歐洲大陸得到迅速推廣,它的改型產品直到19世紀初還在製造。
紐科門大氣式蒸汽機的熱效率很低,這主要是由於蒸汽進入汽缸時,在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,只在煤價低廉的產煤區才得到推廣。
1764年,英國的儀器修理工詹姆斯·瓦特為格拉斯哥大學修理紐可門蒸汽機模型時,注意到了這一缺點,並於1765年發明了設有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機,並於1769年取得了英國的專利。
初期的瓦特蒸汽機仍用平衡槓桿和拉杆機構來驅動提水泵,為了從凝汽器中抽除凝結水和空氣,瓦特裝設了抽氣泵。
他還在汽缸外壁加裝夾層,用蒸汽加熱汽缸壁,以減少冷凝損失。
瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速地發展,他使原來只能提水的機械,成為了可以普遍應用的蒸汽機,並使蒸汽機的熱效率成倍提高,煤耗大大下降。因此說瓦特是蒸汽機的改良者。
自18世紀晚期起,蒸汽機不僅在採礦業中得到廣泛應用,在冶煉、紡織、機器製造等行業中也都獲得迅速推廣。
它使英國的紡織品產量在20多年內(從1766年到1789年)增長了5倍,為市場提供了大量消費商品,加速了資金的積累,並對運輸業提出了迫切要求。
韋寶的這台蒸汽機已經是1970年代,蒸汽機徹底退出歷史舞台之前的標準產物了,工藝上已經成熟到了無須再提高的地步,等於省略了需要從1700年到1970年間需要摸索的兩個半世紀。
韋寶甲中的所有人都好奇於蒸汽機這個龐然大物,人人都過來看了一眼,韋達康和黃瀅,范老疙瘩夫妻和王志輝夫妻,更是又看又摸,一直在旁邊。
「小寶,這東西是哪兒來的啊?幹什麼用的?這麼大一個傢伙。」韋達康問道。
韋寶微微一笑:「外面買來的,幹什麼用的?那用途就廣了,到時候你便會知道,有了這個東西,能把燒磚的速度提升十倍不止,並且把磚窯溫度進一步提高,燒出的磚的質量也會比現在的土磚質量提高十倍!咱們四個里外圍做的圍牆,以後就用我做出來的磚頭。有了這東西,到河裡挖沙子也方便了。」
「這東西能把磚窯燒的更燙?還能幫忙到河裡挖沙子?」韋達康驚奇不已。
黃瀅和范大腦袋夫妻、王志輝夫妻也驚奇的嘖嘖稱奇,但他們都不太相信韋寶說的。
「小寶,你從哪裡買來的這大傢伙啊?該不會是讓人騙了吧?前兩日你回家的時候,為什麼不直接搬來?」黃瀅問道。
韋寶笑道:「娘,你們去打馬吊吧,我什麼時候讓人騙過?到時候你們就能看見這東西的用處了,而且有很多用途,我一句話兩句話說不清楚。」
「對,咱都別問了,別耽誤小寶的正事。」范老疙瘩幫著勸道。
王志輝夫妻也幫著勸,才讓韋達康和黃瀅收攏了他們的好奇心。
韋寶在送走父母之後,對身邊的幾名鐵匠道:「我就一個要求,弄出一台一模一樣的蒸汽機,以後我還要很多這樣的蒸汽機!」
幾名鐵匠面面相覷,弄這麼大一個傢伙,他們實在沒有把握,都不敢答應。
韋寶的軍艦上有機修房,有一套簡易設備,軍艦上要是臨時需要什麼零部件,是能夠自行打造的。主要韋寶對於自己肚裡那幾兩水平沒有信心,也不想傷腦筋,想看看這些鐵匠靠純手工,有沒有辦法仿製出蒸汽機來。韋寶覺得大明這個時代的工藝應該可以,因為他見識過大型的鐵製品了,至少山海關、撫寧衛、永平府這些重鎮的大門便都是純鐵的啊。
「公子,造是能造出來,但需要很多時日,而且不知道能不能造的跟這個完全一樣。」一名經驗豐富的工匠,也是羅三愣子挑出來的工匠頭頭,他一邊摸著蒸汽機,一邊道:「我還從來沒有見過這麼大,還這麼精巧的物事。」
韋寶道:「必須一模一樣,而且要能運轉。你們先看一看他運轉起來是怎麼樣的。」韋寶說著便讓人去弄些煤來燒,並填入水,演示功效。
不一會兒,蒸汽機上的巨大傳動輪便自行動起來了。
嚇得在場眾人一陣驚呼,韋寶身後的王秋雅更是嚇得捂住了嘴巴。
剛剛回到韋達康和黃瀅的大屋去打馬吊的一幫人聽見外面的動靜,又都跑了出來。
剛才他們看見靜態的蒸汽機,只是覺得精巧,覺得奇形怪狀,覺得驚奇,但現在就不同了,這個大傢伙居然可以自己動!
一個個驚異的比剛才更甚十倍百倍。
「小寶,這大傢伙會自己動?」韋達康和黃瀅,還有范老疙瘩等人幾乎是異口同聲的問道。
「這是啥法術啊?」范老疙瘩的老婆嚇得躲在范老疙瘩身後問道。
韋寶微微一笑,很滿意眾人的反應,而且也為蒸汽機能動起來而感到高興,他原本以為軍艦上展示的這台蒸汽機只是用來擺擺樣子,不能真的運轉的呢,現在便放心了。
雖然他希望低調,不想讓人太驚訝,但大家太冷靜了,他又覺得有些失落,畢竟相對於1624年,在原本的歷史中,最快也要到半個世紀之後,才會有工業蒸汽機的雛形出來,那還是不能大規模用於生產的蒸汽機,這麼先進的產物,眾人一點反應都沒有怎麼行?
「將燃燒物轉化成力,你們想想看,這要節省多少人力?能用到的地方多不多?」韋寶笑眯眯的問眾人。
「多!這大傢伙太神奇了。」范老疙瘩翹著大拇指對韋寶道。
眾人也紛紛交口稱讚。
只有幾名工匠看著一堆嚴絲合縫運轉中的齒輪,眉頭都皺的緊緊的。