《元末:朕才是真命天子》第523章 軍民兩用性(2)

作者:叄瞐·1個月前

「不錯,蒸汽機的技術發展方向,就是不斷的提高蒸汽壓力,但這同樣也是對物理,熱力學三定律的應用,只有吃透了熱力學,你才能明白,這不過是對熱量的轉換罷了,而蒸汽機的改進,只不過是為了不斷的提升對熱量的轉化效率。

「現在說這些還太早,還是說眼前這臺蒸汽機,蒸汽機的發展,其實應該分成工作機和鍋爐兩條線發展,鍋爐的目的是為了提高對熱量的轉化,而工作機的目的是為了更好的用鍋爐提供的能量做功。

「就拿鍋爐來說,大致可以劃分為四代,初代就是眼前這種,用磚塊砌一個爐灶,把燒水的蒸汽鍋架在上面,根據其結構,可以看作簡單的『上水下火』,但這樣卻只有下面的鍋底才能受熱,煤炭發出的熱量大部分都流失了,利用效率顯然是不高的。」

陶廣義聞言頓時點了點頭。

「所以第二代的鍋爐,就應該把爐灶和鍋整合到一起,用一個大筒做鍋,內套一個小筒做爐灶,然後在內外筒之間注水,形成『水包火』的結構,這樣爐膛散發的所有熱量,幾乎都能被水吸收,受熱化為蒸汽,提高熱量的轉化效率。」

「這法子好!」陶廣義聞言頓時眼前一亮,可隨即他又反應過來,「不過此法雖妙,但卻對密封工藝的要求也更高了吧,如果內部的火筒密封不夠嚴密,讓外層的水滲進爐膛,豈不是就把裡面的爐膛熄滅了?」

「不錯,否則朕明知道火筒鍋爐效率更高,還讓你們做這種效率低下的初代鍋爐幹什麼,還不是因為咱們現在的焊接技術不夠用嘛。」

「原來如此!」陶廣義頓時恍然大悟道。

魯錦則是繼續說道,「等你們將來能做出第二代的火筒鍋爐之後,繼續發展下去,無非是從一個鍋裡套一個火筒,變成兩個。三個,增加火筒數量來提高蒸汽發生的效率,但這樣的鍋爐結構,還是有缺點,因為煤炭燃燒後的煙氣,同樣含有大量熱量,卻直接從煙囪裡白白流失了。

「所以第三代鍋爐,就是煙管鍋爐,把煙囪也盤成曲折迴轉的管子,塞到鍋裡,讓煙氣裡殘餘的最後一絲熱量,同樣被水吸收,然後再把菸灰噴出去,以此達到對熱量的利用效率最大化。

「但這需要的加工工藝就更高了,不僅要能做出耐高壓的無縫鋼管,還要學會脹管和焊接技術,以免煙囪漏水。」

陶廣義聞言卻頓時眼前一亮,似是想到了什麼說道,「所以這蒸汽機的技術發展,其實是與火器槍炮的發展一脈相承的?如果能造出耐高壓的無縫鋼管,豈不是就可以做出射程更遠,威力更大,反而更加輕便的火炮了?

「還有那鑄造氣缸的技術,其實也與鑄炮類似,鏜氣缸的鏜床,一樣可以用來生產大口徑火炮?」

「說的不錯,你很聰慧,已經能舉一反三了,事實上不止蒸汽機,許多看起來是民用的技術,都可以轉化為軍用。」魯錦當即讚道。

「其實這才只是第三代鍋爐,等到第四代鍋爐造出來,同時期的槍炮也會發展到一個令人匪夷所思的程度。」

陶廣義這個火器迷聞言更加興奮起來,連忙請教道,「那陛下以為,第四代鍋爐應該是什麼結構?連煙氣中的最後一絲熱量都榨乾了,難道還能繼續提升熱量的利用效率?」

「當然。」魯錦點點頭。

「發展到第四代,水包火的結構就已經不夠用了,這個時候應該想辦法提升水和火焰的接觸面積,所以應該反過來,用『火包水』的結構,先造一個巨大的爐膛,然後盤出迴轉曲折的水管,再把這些水管放在爐膛裡,用火直接焚燒水管,增加水和火的接觸面積,以此來提升蒸汽的發生效率,所以第四代應該叫做『水管鍋爐』。

「同時,這四代鍋爐產生的蒸汽壓力也是逐步增加的,第一代可稱作低壓鍋爐,可以用來驅動工作機,用來當作工廠的動力源;

「火筒鍋爐是中壓鍋爐,煙管鍋爐是高壓鍋爐,這種二三代的鍋爐,已經可以驅動數千噸的重車在陸地上飛馳,也能驅動遠望號這樣的戰艦,不靠風帆,只靠蒸汽機便可在海上航行。

「而水管鍋爐則是超高壓鍋爐,到了這第四代鍋爐,只需七八座,就可以驅動比遠望號大二十倍,長百丈,重六七萬噸的鋼鐵戰艦,不用風力也能在海上跑出比遠望號快一倍的速度出來,如同移動的海上鋼鐵城池。」

陶廣義頓時聽的目瞪口呆,不由的暗暗佩服魯錦的想像力,但是他又不解的問道,「可是陛下,這第四代鍋爐又跟槍炮的發展有什麼關係?」

魯錦轉過頭看了他一眼,這才道,「剛才只說了鍋爐的劃代和研發方向,但朕不是說工作機和鍋爐是兩條線嗎,你鍋爐一直在發展,難道蒸汽機不發展?」

「原來如此,可蒸汽機又該如何劃代?」陶廣義再次請教道。

「不論是蒸汽機,還是鍋爐,最終目的都是為了提高對熱能的利用效率。

「當發展到中高壓鍋爐的時候,你就會發現一個問題,即便已經推動活塞做過一次功的蒸汽廢氣,同樣含有大量的熱量,但這些蒸汽中的熱量還沒利用乾淨,就被直接排了出去,造成了熱量的浪費,所以這個時候,你應該怎麼改進?」

有了前面鍋爐的啟發,陶廣義只是略微蹙眉想了想,就當即道,「再加一個氣缸,把第一個缸裡排出去的廢氣,匯入第二個缸繼續做功,榨乾蒸汽中的最後一絲熱量?」

魯錦點點頭,「說的不錯,這種就叫復脹式蒸汽機,可以用兩個缸,也可以用三個缸,但這種結構的蒸汽機還是有極限,一般發展到三脹式蒸汽機,也就差不多到極限了,這種蒸汽機足以匹配二三代的中高壓鍋爐,但對第四代超高壓鍋爐,還是不夠看,無法完全利用超高壓蒸汽,這個時候,就得改變蒸汽機的結構,氣缸和活塞這種組合就不夠用了。」

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