444、水管锅炉和火管锅炉
杨凡看了一会,说道:“目前这种蒸汽机还有困难吗,有没有没有解决的问题。”
一听这话,陈曦的小脸垮了下来。“问题好多啊,比如,我不知道如何控制蒸汽的压力,如果压力太大,会炸开的。”
杨凡点点头,压力容器这块可是学问很深的。
“这块我后续给你提供仪表和阀门,轴承也提供给你一些,这些东西的原理也给你,你把下面的学生分成组,分别去彷制简单的阀门、仪表、轴承。”
陈曦点了点头,说道:“好的,有了方向就好,我就怕没有思路。另外,蒸汽发生的效果不是很好,我觉得,我还是对锅炉的设计存在某些错误。”
杨凡说道:“这个锅炉确实太简陋。锅炉分为水管锅炉和火管锅炉。你的这个就是一个大锅。这样受热面积太小,效率太低,好多燃烧的热量都没有加热到水上,随着烟气排出去了。”
陈曦眼睛一亮,确实是这样。她急忙问道:“什么是水管锅炉,什么又是火管锅炉。”
杨凡打了个响指,说道:“非常简单,比如在这个炉子里,用很多铁管,里边可以通水,这样煤燃烧的热量可以包围在这些铁管道周围。受热面积大,吸收的热量就多。这种锅炉就是水管锅炉。适合大功率的蒸汽机。”
陈曦一听就明白了,自己设计的这个就是炉子上一个大锅。接触面积就是锅底的面积。
而老爷说的这个水管锅炉,等于在炉膛上方,密集设置水管。这样每一根的水管的外壁都可以受热。确实极大的提高了受热面积。
陈曦忍不住问道:“哪火管锅炉呢,是怎么回事。”
“这个简单啊,你把炉子的烟道分成好多管道曲折通过水箱。这样是不是也可以加大换热的面积啊。这种设计就是火管锅炉。区别就是管子里走的水,还是热的烟气。”
陈曦听懂了,原理并不难理解。自己完全可以做出来,问题不大。
“老爷,哪种更好呢。”
“各有利弊吧,不过火管锅炉不适合大功率的锅炉设计。如果是现阶段哪种都无所谓。”
杨凡不想限制她们的思路,最好还是都实验一下,自己找出其中的问题和优点更好,授人以鱼不如授人以渔。
她们只有形成独立的研究能力,才能在以后的日子里不断进步。而不是完全依赖杨凡提供源源不断的现代资料。那是匠师,不是科学家。
否则她们绝对走不了太远。
“对这台机器,老爷您有什么建议吗。”陈曦问道。她知道老爷有很多的奇思妙想,往往能给她很大的指导和帮助。
杨凡摸摸下巴,考虑了一下。
“我觉得,这种机器有几点还可以改进,一个是锅炉做成换热效率更好的水管锅炉或者火管锅炉。同时要把炉子用石棉包起来,这样可以保温效率还能高些。”
大明有石棉矿,这东西不新鲜。
早在周朝就有火浣布,那就是石棉织成的布匹。
元朝时,官办的石棉矿大量出现,明代开采规模更大。
“另外我觉得,这种蒸汽机结构简单,造假低。需求主要是两个方向,一个是给农民抽地下水用,一个是给矿山用。一个要造的小巧玲珑的,尽量减轻重量,便于在田间地头转运。另一种要大型化,加大功率,因为矿山透水都是大量的出水,功率小了没用的。”
纽可门蒸汽机,主要价值就是发明了气缸。实现了用蒸汽推动活塞做一上一下的直线运动。是气缸的始祖。
陈曦介绍道,这台机器,每分钟往返16次,每往返一次可将50升水提高到米。一天一夜,可以抽水4320吨。所以该机即可用于矿井的排水。
杨凡的意见,陈曦都用小本子,认认真真的记录下来。
“如果你们能够把设备完善好,定型后。我可以给你们专利,工厂投产每台蒸汽机只要卖出去,都会给你们一笔钱。专利十年有效。这笔钱,你们可以用来做研究和维持机构的经费。”
“老爷太好了,我们一定会非常有动力的投入研究的。”
“我觉得,民用的蒸汽机会需求更大。毕竟现在矿山就是那几个,用不了太多的。”杨凡说道。
“既然是民用,就不要太笨重,功率不需要那么大,可以做的轻一点,另外,也不是必须烧煤,田间地头的,什么秸秆啊,破木头啊,板子啊什么的,只要能烧的都可以烧吗。所以对燃料要求越低越好。”
陈曦点头道:“老爷您说的对,另外,配套的机井也要重新设计,出水量和这个机器的功率相匹配。”
明末水旱灾害交替出现,不论是抽取地下水灌既抗旱,还是抽水排涝。都需要蒸汽机。社会上应该有很大的需求。
这种原始的纽科门蒸汽机,没有什么好保密的。
技术上,没有镗床,谁也加工不出来合格的气缸。没有气缸,这种蒸汽机根本就彷制不了。
锤子可是敲不出来达到标准的气缸的。
既然不怕泄密,就完全可以推向市场。
而杨凡真正打算用的,是纽科门式蒸汽机的下一代产品-----往复式蒸汽机。从纽科门式蒸汽机到往复式蒸汽机,技术跨越极大。
涉及到分离式冷凝器、气缸外置隔热保温层、油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等。瓦特用了几十年,把这些东西都发明出来,才真正造出了实用的往复式蒸汽机。
只有往复式蒸汽机才能作为火车机车、船舶、工业机械的动力来源。
看完了纽科门式蒸汽机,陈曦带着众人来到前院的办公室东厢房。
这里有一台铜制作的往复式蒸汽机模型,静静的躺在桌子上。这是陈曦花了极大的心血,按照杨凡的提供的技术资料,在十几个老师傅的努力下,手工打磨一个一个的零件,组装起来的。
小小的锅炉里烧的是酒精。曲轴是一小块钢锭,手工用挫,一点点弄出来的。此时小小的蒸汽机,正在工作着,气缸发出鸣笛声,大量的蒸汽从气缸的排气口排出来。
曲轴带动一个轮子在飞快的转动。
虽然只是一个一马力的模型,但是麻雀虽小五脏俱全。这套东西能做出来,就有一定能做出实用的往复式蒸汽机。
涂山月和和林月如看到这个精致的模型,全都是一眼的小星星,这个东西做的太好了,自带着工业的美感。
“老爷,这个机器可比那个什么门的好看太多了,看上去就很让人喜欢,有种说不出的美感。”小娘皮说道。
是啊,设计合理的工业品,都是很美的。
自带着大自然规律的美感。
后世的飞机,火箭、汽车、船舶设计比较成功的,都很好看。
“老爷我在想,如果把这个装在马车上,我们以后出行是不是就不需要马了。”土山月问道。
“这个东西太笨重了,装在马车上不合适。而且冒黑烟,还要烧火,烟熏火燎的,你愿意坐才怪。这东西可以装在船上,那就可以把脚踏车的人员去掉了。也可以装在矿车上。咱们铺了那么多条轨道,现在都是马拉,如果用一根皮带,把这个飞轮和矿车的轮子连接起来,矿车就可以不用马匹拖曳在轨道上飞驰了。”
林月如也激动的说道:“老爷那岂不是,战舰不在依赖风了。陆地上车不再依赖牲畜了。”
“是啊,甚至以后织布都不用人力了,咱们的水利纺纱机和织布机正在试验。有了这个机器,以后没有水源的地方,或者冬季也可以用机器生产布匹了。只要是用人力的地方,都可以代替人力来做事了。”杨凡说道。
“老爷,那要是把这个装在轨道车上,这东西不知道疲倦,可以日夜不停的奔走,那样子的话,岂不是有轨道的地方,就都可以通行了。”林月如问道。
“不错,以后呢,轨道就叫做铁路。这个加了往复式蒸汽机的轨道车,就叫做火车。”
“这个名字好,这个东西全靠烧火,才能产生力量,确实是火车啊。”湘怡说道。
“等试验成功了,我们就先把新城和几个煤铁矿的轨道车都换成火车。我相信火车早晚有一天会替代大运河,成为物资运输的主要方式。”杨凡看着那台一马力的模型机器说道。
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一听这话,陈曦的小脸垮了下来。“问题好多啊,比如,我不知道如何控制蒸汽的压力,如果压力太大,会炸开的。”
杨凡点点头,压力容器这块可是学问很深的。
“这块我后续给你提供仪表和阀门,轴承也提供给你一些,这些东西的原理也给你,你把下面的学生分成组,分别去彷制简单的阀门、仪表、轴承。”
陈曦点了点头,说道:“好的,有了方向就好,我就怕没有思路。另外,蒸汽发生的效果不是很好,我觉得,我还是对锅炉的设计存在某些错误。”
杨凡说道:“这个锅炉确实太简陋。锅炉分为水管锅炉和火管锅炉。你的这个就是一个大锅。这样受热面积太小,效率太低,好多燃烧的热量都没有加热到水上,随着烟气排出去了。”
陈曦眼睛一亮,确实是这样。她急忙问道:“什么是水管锅炉,什么又是火管锅炉。”
杨凡打了个响指,说道:“非常简单,比如在这个炉子里,用很多铁管,里边可以通水,这样煤燃烧的热量可以包围在这些铁管道周围。受热面积大,吸收的热量就多。这种锅炉就是水管锅炉。适合大功率的蒸汽机。”
陈曦一听就明白了,自己设计的这个就是炉子上一个大锅。接触面积就是锅底的面积。
而老爷说的这个水管锅炉,等于在炉膛上方,密集设置水管。这样每一根的水管的外壁都可以受热。确实极大的提高了受热面积。
陈曦忍不住问道:“哪火管锅炉呢,是怎么回事。”
“这个简单啊,你把炉子的烟道分成好多管道曲折通过水箱。这样是不是也可以加大换热的面积啊。这种设计就是火管锅炉。区别就是管子里走的水,还是热的烟气。”
陈曦听懂了,原理并不难理解。自己完全可以做出来,问题不大。
“老爷,哪种更好呢。”
“各有利弊吧,不过火管锅炉不适合大功率的锅炉设计。如果是现阶段哪种都无所谓。”
杨凡不想限制她们的思路,最好还是都实验一下,自己找出其中的问题和优点更好,授人以鱼不如授人以渔。
她们只有形成独立的研究能力,才能在以后的日子里不断进步。而不是完全依赖杨凡提供源源不断的现代资料。那是匠师,不是科学家。
否则她们绝对走不了太远。
“对这台机器,老爷您有什么建议吗。”陈曦问道。她知道老爷有很多的奇思妙想,往往能给她很大的指导和帮助。
杨凡摸摸下巴,考虑了一下。
“我觉得,这种机器有几点还可以改进,一个是锅炉做成换热效率更好的水管锅炉或者火管锅炉。同时要把炉子用石棉包起来,这样可以保温效率还能高些。”
大明有石棉矿,这东西不新鲜。
早在周朝就有火浣布,那就是石棉织成的布匹。
元朝时,官办的石棉矿大量出现,明代开采规模更大。
“另外我觉得,这种蒸汽机结构简单,造假低。需求主要是两个方向,一个是给农民抽地下水用,一个是给矿山用。一个要造的小巧玲珑的,尽量减轻重量,便于在田间地头转运。另一种要大型化,加大功率,因为矿山透水都是大量的出水,功率小了没用的。”
纽可门蒸汽机,主要价值就是发明了气缸。实现了用蒸汽推动活塞做一上一下的直线运动。是气缸的始祖。
陈曦介绍道,这台机器,每分钟往返16次,每往返一次可将50升水提高到米。一天一夜,可以抽水4320吨。所以该机即可用于矿井的排水。
杨凡的意见,陈曦都用小本子,认认真真的记录下来。
“如果你们能够把设备完善好,定型后。我可以给你们专利,工厂投产每台蒸汽机只要卖出去,都会给你们一笔钱。专利十年有效。这笔钱,你们可以用来做研究和维持机构的经费。”
“老爷太好了,我们一定会非常有动力的投入研究的。”
“我觉得,民用的蒸汽机会需求更大。毕竟现在矿山就是那几个,用不了太多的。”杨凡说道。
“既然是民用,就不要太笨重,功率不需要那么大,可以做的轻一点,另外,也不是必须烧煤,田间地头的,什么秸秆啊,破木头啊,板子啊什么的,只要能烧的都可以烧吗。所以对燃料要求越低越好。”
陈曦点头道:“老爷您说的对,另外,配套的机井也要重新设计,出水量和这个机器的功率相匹配。”
明末水旱灾害交替出现,不论是抽取地下水灌既抗旱,还是抽水排涝。都需要蒸汽机。社会上应该有很大的需求。
这种原始的纽科门蒸汽机,没有什么好保密的。
技术上,没有镗床,谁也加工不出来合格的气缸。没有气缸,这种蒸汽机根本就彷制不了。
锤子可是敲不出来达到标准的气缸的。
既然不怕泄密,就完全可以推向市场。
而杨凡真正打算用的,是纽科门式蒸汽机的下一代产品-----往复式蒸汽机。从纽科门式蒸汽机到往复式蒸汽机,技术跨越极大。
涉及到分离式冷凝器、气缸外置隔热保温层、油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等。瓦特用了几十年,把这些东西都发明出来,才真正造出了实用的往复式蒸汽机。
只有往复式蒸汽机才能作为火车机车、船舶、工业机械的动力来源。
看完了纽科门式蒸汽机,陈曦带着众人来到前院的办公室东厢房。
这里有一台铜制作的往复式蒸汽机模型,静静的躺在桌子上。这是陈曦花了极大的心血,按照杨凡的提供的技术资料,在十几个老师傅的努力下,手工打磨一个一个的零件,组装起来的。
小小的锅炉里烧的是酒精。曲轴是一小块钢锭,手工用挫,一点点弄出来的。此时小小的蒸汽机,正在工作着,气缸发出鸣笛声,大量的蒸汽从气缸的排气口排出来。
曲轴带动一个轮子在飞快的转动。
虽然只是一个一马力的模型,但是麻雀虽小五脏俱全。这套东西能做出来,就有一定能做出实用的往复式蒸汽机。
涂山月和和林月如看到这个精致的模型,全都是一眼的小星星,这个东西做的太好了,自带着工业的美感。
“老爷,这个机器可比那个什么门的好看太多了,看上去就很让人喜欢,有种说不出的美感。”小娘皮说道。
是啊,设计合理的工业品,都是很美的。
自带着大自然规律的美感。
后世的飞机,火箭、汽车、船舶设计比较成功的,都很好看。
“老爷我在想,如果把这个装在马车上,我们以后出行是不是就不需要马了。”土山月问道。
“这个东西太笨重了,装在马车上不合适。而且冒黑烟,还要烧火,烟熏火燎的,你愿意坐才怪。这东西可以装在船上,那就可以把脚踏车的人员去掉了。也可以装在矿车上。咱们铺了那么多条轨道,现在都是马拉,如果用一根皮带,把这个飞轮和矿车的轮子连接起来,矿车就可以不用马匹拖曳在轨道上飞驰了。”
林月如也激动的说道:“老爷那岂不是,战舰不在依赖风了。陆地上车不再依赖牲畜了。”
“是啊,甚至以后织布都不用人力了,咱们的水利纺纱机和织布机正在试验。有了这个机器,以后没有水源的地方,或者冬季也可以用机器生产布匹了。只要是用人力的地方,都可以代替人力来做事了。”杨凡说道。
“老爷,那要是把这个装在轨道车上,这东西不知道疲倦,可以日夜不停的奔走,那样子的话,岂不是有轨道的地方,就都可以通行了。”林月如问道。
“不错,以后呢,轨道就叫做铁路。这个加了往复式蒸汽机的轨道车,就叫做火车。”
“这个名字好,这个东西全靠烧火,才能产生力量,确实是火车啊。”湘怡说道。
“等试验成功了,我们就先把新城和几个煤铁矿的轨道车都换成火车。我相信火车早晚有一天会替代大运河,成为物资运输的主要方式。”杨凡看着那台一马力的模型机器说道。
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