一天天过去,天气越来越冷,城外空茫茫的原野上除了时不飞过的鸟儿打破天空的寂寥,田野里也多了几缕焚烧的青烟与翻晒土地的人影,城内依旧热闹,还从城外来了一些流浪者、商人等,添加了几分热闹。
随着气温的下降,身上的衣服也填厚了不少,在城里的路上走着的时候,我才忽然想起这个世界棉花制造的衣服还未普及,只有贵族阶层才能享受的羽绒或保温的皮衣,普通人则是使用了野棉花作为填充物,大部分衣物任然是麻布制成,在一次询问之下,原来是棉花籽的去除及棉线的编织问题,这些问题要等到蒸汽机搞定之后再说吧!
这几天里,地理课我几乎就不上了,让学员们组成小队去考察周围的环境与资源,希望他们有新的发现,每天在训练完就是欧阳造等人的全天上课时间,我从基础的物理理论讲起,直到蒸汽机的设计。
我任记得第一天开课时的情景。
“好了,同学们,这几天你们的工作就交给其他人去弄吧!我们将进行维持一段时间的讲课,首先我讲物质的基本组成,你们看我手里的这张纸,它可以从中间一分为二,然后再分,再分…那么你们思考一下如果无限分下去会怎么样呢?我相信有人应该看过你们手中的书了,来吧,回答我。”我拿着手里碎纸片说道。
有的人回答:“原子?”,我也没说啥,在身后的黑板上写着原子两个字,“还有吗?”我问道,“分子”,我依旧把它写到黑板上。
我又问道:“你们有谁见过吗?”下面的一个个都摇了摇头,我再问:“那么你们相信书上写的吗?”。
他们有的摇头有的点头,开始议论起来了。
我轻咳了一下,问:“站在你们面前的是谁?”,“校长”,校长?额~,“还有呢?”,有人说:“领主大人”。
“很好,你们应该都明白,这些书都是我写的,我在上面写的有的地方可能有错,但在没证明之前,它就是对的,无论你们信不信,因为这是我的领地,好了,接着说……。”看着他们下面一脸卧槽还有这种操作的表情,我很开心的吧今天的内容讲完了,不过,结束的时候大部分人都是一脸难以置信,没办法,以目前的技术,证明不了,只能强行教了。
之后把物质的三态变化,牛顿三定律等一一交完,把蒸汽机需要的基础理论交完,放了两天假就开始正式课程,同时也把已经编完并印刷好的《蒸汽机要论》分发完毕,假期可不能闲着。
《蒸汽机要论》第一章,蒸汽机原理,水在自然界中有三种状态,液态水、固态冰、气态水蒸气,它们之间可以相互转变,水变成水蒸气时分子间隙变大分子变活跃体积扩大一千七百多倍,因此这时的水蒸气具有很大的能量,而蒸汽机的出现就是为了利用这份能量,其基本原理是蒸汽进入密闭的环境里对周围有一个力的作用,如果是在一端封闭的圆筒里,另一端是可以滑动的滑块,蒸汽压力会推动滑块运动,热能转化为机械能,其中受力的计算公式为F=p*sp为压力,s是面积,F是受力,鉴于压力不好测,此公式暂为参考…。
第二章,蒸汽机基本结构,基本为一个让水沸腾产生高压蒸汽的锅炉、蒸汽分配机构、容纳蒸汽的汽缸、可以滑动同时起密封的活塞、把水平运动转化为旋转运动的曲柄连杆机构、利用惯性使机器脱离死点连续运动的飞轮及调速机构等,一般机构的蒸汽机由一个两端开口作为进气排气的汽缸,上面是一个分配蒸汽及排气的滑动阀,汽缸里是做往复运动的活塞,活塞连接了连杆结构,再连接把水平运动转化为旋转运动的曲柄,曲柄带动飞轮,飞轮上有偏心轮来控制滑动阀。
工作原理:蒸汽推动活塞做往复运动,活塞通过连杆、摇杆、曲柄讲往复直线运动转化为圆周运动。蒸汽机中滑动阀由偏心轮和连杆来控制。当活塞往右运动偏心轮带动连杆推动滑动阀往左运动,当活塞运动到最左端是滑动阀挡住左侧进气口,使蒸汽不能进入左侧进气缸,当滑动阀向右运动同时滑块下方连接排气口,左侧气体排出,同时右侧由于滑块向右运动,排气口关闭,进气口打开,高压高温蒸汽进入,推动活塞往左运动,滑动阀在偏心轮的带动下往右运动,当活塞运动到最左侧时,右侧进气口关闭。当滑动阀在最左侧或最右侧时,排气口与进气口均关闭,这时全靠飞轮的惯性带动来完成下面的运动。
我同时在书上用自己不入流的画画技巧画了示意图,以方便他们理解。(有兴趣的读者可以度娘一下)。
第三章……
果然,无论是哪里,枯燥的知识总是催眠的良药,在传授知识的过程里总有一些人不由自主的睡着了,我也没过多干涉,反正我只需要一部分人听并把它利用就可以了,待差不多时踢了就可以了。
在他们上课的时候,我抽出来时间让哈里把炼铜的厂房扩建了,准备在教课与蒸汽机完成后组建一个冶金与机械部,呜呜呜~我的腰包。
在这一时间里,欧阳造与“鲁大师”同学是非常认真的,再加上我私底下开了小灶,可以说,除了我之外他们俩就是对蒸汽机最了解的了,于是我让他们俩把一些制造蒸汽机需要的机床及气缸与活塞的气密性给想办法搞定,我就不过多的提示他们,希望他们锻炼出自己解决问题的头脑。
同时,因为蒸汽机的材料暂定为黄铜,对配方的试制也在尝试中,要求耐磨,易加工等,又是砸钱的项目,等到我正式造好蒸汽机,就是我积累资本的时候。
这里的冬天是几乎不下雪的,有的是迎面的凛冽刺骨寒风,夹杂着从海面带来的湿气,使人更觉寒冷,而在城外的厂房里则是另一番热火朝天的景象,欧阳造负责机床加工,鲁大师负责工件的浇筑,谁让他木头雕的好呢。
为了方便加工,最终蒸汽机气缸的直径为六厘米长三十厘米,采用一整段铜棒经过切削加打磨加工而成,两端使用了螺纹作为连接机制,活塞使用了三厘米的铜柱加工,一段留有一个带螺纹的连接孔,边上切掉两道圆环,再涂上动物油起到密封与润滑作用,而起蒸汽分配作用的蒸汽阀则是使用了较长的细铜棒加工,量好距离后切削留出两个与活塞结构一样的部分,其余地方均切细只留有一个细杆与缸体连接,一端从缸体开口伸出与偏心轮连接的连杆相连,蒸汽阀的缸体也为铜管,两端为蒸汽进气口,中间有排气孔,调速器使用了离心式调速器利用摆锤旋转产生的离心力与钢片制成的弹簧的结构来控制蒸汽阀门,以控制蒸汽机转速,飞轮及其余部件的加工就简单多了,经过长达十天的加工,成功的加工出来五套,好了开始组装。
我在厂房里下达:“开始组装”,一声令下,多达五六十号工人开始组装了,各个部分的连接问题在制造过程中就几乎解决了,现在就是考验整体加工精度的时候了,看着他们依次把蒸汽阀组装好,交给下一组工人安装进底座里,另一组再把组装好的气缸部分交过来,再装进底座,…。多亏了分步组装,才过去半天时间,除了一套因为飞轮安装位靠近汽缸导致无法完成旋转作废,其余蒸汽机都可以顺利转起来,下面则是加水加热时间。
我再次下令:“开始注水”,“注水完毕。”,“开始加热”。
随着简易炼过的煤炭加入,锅炉开始热了起来,我们在一旁静静等待着,没有气压表,不知道锅炉里的情况下时间变得极为漫长,忽然一台蒸汽机活塞忽然动了起来,紧着转速提高,人群里发出来欢呼声。
另一台也动了起来,…终于花了我们极大代价的最终四台蒸汽机不负众望,运转完毕。
我等到他们冷静下来,说:“今晚晚餐去最贵的饭店去吃,领主我请客。”大家又欢呼起来了。
接下来就是对蒸汽机进行各项性能测试,再要搞定的就是批量化生产了,太好了,工业化第一步,也是重要的一步完成了,稳定方便的动力源。
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