第174章 蒸汽機

科學院，機械所。

蘇河看著眼前的大傢伙，歷時一年的研發，蒸汽機終於從散件，組裝成一個機器。

他本以為有著後世的知識，用幾個月時間就能把蒸汽機制造出來。

想得太美好，真上手製造蒸汽機，需要攻克一個又一個難關。

蘇河遇到的第一個難關，就是蒸汽機的原型機。

蒸汽機的原理很簡單，把熱能轉換成機械能的裝置。

形象的說，就是燒開水，蒸汽頂起壺蓋。

原理非常簡單，想讓蒸汽機具有更高的熱效率，成為能使用的蒸汽機，就極為困難。

蘇河製造蒸汽機的目的，是為了取代水力，成為工廠的動力。

他就不能製造最原始，只能用於抽水的蒸汽機。

蘇河必須要製造，熱效率可以達到，後世歷史上瓦特改良的蒸汽機。

他記得蒸汽機的結構，主要結構有氣缸、曲軸、連桿、飛輪。

其他的蒸汽機細節，記得不太清晰。

蘇河只能透過製造小型原型機的方式，一點點的完善蒸汽機。

壓力錶這種小配件，都需要反覆設計，驗證它的可行性。

這就是從頭開始，製造蒸汽去的難度。一個小配件，都需要重新設計製造。

蒸汽機原型機設計工作，由蘇河和田家鵬，帶領蘇河的學生們完成。

蘇河先向他們講明蒸汽機的原理。

他和學生們，開始製造一個迷你的蒸汽機，弄明白蒸汽機的各種結構。

這個過程持續了半年時間，蘇河和田家鵬，終於製造出來蒸汽機的原型機。

蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成。

蘇河記得瓦特對蒸汽機的改良，根據現在的機械加工條件。

他在驗證原型機的過程，也完成分離式冷凝器、汽缸外設定絕熱層、用油潤滑活塞、行星式齒輪、平行運動連桿機構、離心式調速器、節氣閥、壓力計等配件的設計加工。

蒸汽機原型機的製造工作，主要是杜康傑和陸金兩名工匠，帶領大量的九級工完成。

杜康傑是加工槍管的頂尖人才，他負責蒸汽機最重要的氣缸。

蒸汽機氣缸對加工精度要求極高，必須要保證氣缸的光滑。

杜康傑等工匠，用鏜床加工廢了五千多米的鋼管，才掌握蒸汽機氣缸的加工技術。

陸金是冶金方面的人才，他負責蒸汽機的材料，還有最為重要的鍋爐。

蒸汽機有點部件要耐用，需要硬度更高的鋼材。

有的部件更換方便，要用更軟一些的鋼材。

蒸汽機出現事故，蒸汽機損壞不可怕。

鍋爐蒸汽爆炸，產生的威力比炮彈都強大。

必須要保證，鍋爐材料能承受高壓蒸汽。

蒸汽機原型機成功之後，蘇河帶領工匠，製造標準蒸汽機。

它就是把原型機放大，使用高壓蒸汽，加強蒸汽機的功率。

蘇河集結秦王府，所有高階的工匠，採取眾人的智慧，經歷數個月的技術攻關。

他在蒸汽機專案，投入三十八萬兩銀幣。

現在終於製造出，品質合格的蒸汽機。

透過低壓蒸汽測試，這個蒸汽機已經能正常運轉。

蘇河認為擺放在他面前的這個蒸汽機，已經能達到瓦特蒸汽機同水平的熱效率。

他摸了摸新鮮出爐的蒸汽機，希望它這次正式開機能成功。

蒸汽機制造成功，工業將會插上一對翅膀，不再侷限於河流周邊地區。

只要有煤和水的地區，就能建立工業區。

陸金站了出來，對蘇河說道:“秦王殿下，請您離開這個房間。

鍋爐經過改進後，運轉多次，只發生漏氣，沒有發生爆炸。

但這裡還是太危險，請您去外面等待。”

陸金可不敢讓蘇河待在這裡，他初期製造鍋爐，沒有經驗。

緊急情況，沒來的及開啟洩氣閥。

那天鍋爐發生爆炸，在鍋爐旁邊的人，當場就死亡十三人。

又有二十五人受到嚴重的燙傷，沒有辦法再參與制造鍋爐。

自從出現這次事故，每個人都緊繃安全這根線。

鍋爐房專門建設在鋼筋混凝土房間。

減少鍋爐爆炸，造成的損失。

半米厚的鋼筋混凝土牆壁，安全感十足，不會讓鍋爐傷害到牆外的人。

陸金透過改進鍋爐的鋼材強度。

秦王殿下又重新設計自動減壓閥、自動洩氣閥等手段。

只要做好安全檢查，現在鍋爐非常安全。

基本不會發生爆炸，最多就是造成蒸汽洩露，大量的水蒸氣燙傷周圍人員。

陸金可不敢賭鍋爐不出事。

他真敢把秦王殿下留在這裡。

哪怕這次蒸汽機試驗成功，他也要捲鋪蓋走人。

蘇河知道陸金的擔憂，他更知道這種不成熟的蒸汽機，可能出現的危險。

蘇河帶著田家鵬等人，來到牆外。

他們透過安裝摺射透鏡的玻璃視窗，觀察著房間內蒸汽機的情況。

這種類似潛望鏡的設計，哪怕房間內發生爆炸或是蒸汽洩露。

爆破的碎片和洩露的蒸汽，也不會透過視窗傷害到牆外的人。

陸金吩咐道:“鍋爐，添煤，時刻注意壓力錶數值。”

鍋爐內的水，很快就燒開，高溫高壓的蒸汽，沿著管道進入蒸汽機中。

陸金開啟蒸汽機的進氣閥，蒸汽進入蒸汽機的氣缸中。

蒸汽推動活塞運動，活塞帶動連桿運動。

連桿兒透過曲軸帶動飛輪，飛輪開始高度轉動。

蘇河看著蒸汽機動了起來，他設計的蒸汽機是雙缸往復式蒸汽機。

連桿運動的同時，自動開啟氣缸的閥門。

閥門控制蒸汽到達汽缸的時間，經主汽閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。

蒸汽在汽缸內推動活塞做功，冷卻的蒸汽透過管道被引入冷凝器重新凝結為水。

這個過程在蒸汽機運動時不斷重複。

田家鵬激動的說道:“動起來了，蒸汽機動起來了。

我們成功了，竟然真的成功了。”

秦雲驚喜的說道:“老師，我們成功了。

今後有了蒸汽機，工廠就再也不會因為河流斷流停產。

我孃親也不用唉聲嘆氣，好長時間留在家裡，不能去工廠工作。”

他們高興沒有多久，運轉的蒸汽機氣缸突然大量漏氣。

蒸汽機帶著噗噗噗的聲音，停止了運轉。

與此同時，鍋爐管道的連線處，也發生噗噗噗的蒸汽洩露聲音。

大量的高溫高壓蒸汽，開始洩漏。

蘇河看到這種情況，他就知道自己忘記考慮，蒸汽機最重要的事情。

蒸汽機和鍋爐的密封問題。

之前運轉的原型機，只是驗證蒸汽機的原理。

小鍋爐的蒸汽壓力非常低，只是讓蒸汽機動起來，憑藉鍋爐管道和氣缸自身結構密封，不會出現嚴重的蒸汽洩露。

現在蒸汽機正式執行，使用高壓蒸汽驅動。

高壓蒸汽在汽缸內，不經過密封，會直接衝出氣缸。

蒸汽機現在這個情況，就是高壓蒸汽洩露的情況。

陸金看到蒸汽機出現問題，他立刻開啟鍋爐的洩壓閥，同時停止給鍋爐添煤。

鍋爐壓力穩定之後，陸金才開啟房門，讓蘇河等人進來。

陸金立刻上前說道:“秦王殿下。

我們經過檢查，蒸汽機沒有出現損壞。

蒸汽機漏氣，可能是鍋爐的壓力太高。

我們用不用降低鍋爐的壓力，再重新試驗一遍。”

蘇河擺了擺手，說道:“蒸汽機現在出現漏氣的情況。

這是蒸汽機密封工作沒有做好。

我們必須要重新設計蒸汽機的密封。”

陸金疑惑的問道:“秦王殿下，我們鍋爐之前怎麼沒有出現漏氣情況。

我感覺蒸汽機各個部件很嚴密，為什麼出現了漏氣情況。”

蘇荷走到蒸汽機管道旁邊，看著上面精巧的鉚釘。

“陸工，鍋爐管道採用鉚接。

連線處不是很嚴密，但之前主要驗證鍋爐是否能輸出蒸汽，壓力也沒有加這麼高。

鍋爐管道完全敞開，蒸汽通暢順利，這才沒有蒸汽洩漏。

他接上蒸汽機之後，鍋爐管道承受的蒸汽壓力高，才出現洩漏的情況。

我們先在必須要解決密封問題。”

杜康傑詢問道:“秦王殿下，蒸汽壓力太大。

氣缸內的活塞又需要不斷運動，用什麼材料密封，才不會影響蒸汽機的運轉情況。”

蘇河在進入屋內時，他已經想好蒸汽機的密封材料。

蒸汽機的最佳密封材料，那就是橡膠墊，既便宜又好用。

但橡膠樹現在還在南美洲，華夏大地只有瓊州等少量地區能種植橡膠樹。

哪怕現在能獲得橡膠樹的幼苗，等到橡膠樹產膠，那也需要十幾年的時間。

用杜仲膠提煉橡膠，並把它轉化成可以使用的橡膠。

這種化工技術，憑藉他們連三酸兩鹼都沒量產的化工體系，根本做不到。

現在蒸汽機和蒸汽管道的密封，只能採用替代辦法。

一共有兩種替代辦法，正好分為低端和高階。

低端的辦法，就是用侵油的麻繩達到密封目的。

蘇河在前世看過大英帝國古老的蒸汽機。

蒸汽機發明，那可是出現在橡膠使用之前。

很多蒸汽機就是用這種辦法達到密封效果。

另一種高階的辦法，就是採用金屬密封墊。

純銅的金屬墊，質地很軟，不會磨損氣缸，能達到很好的密封效果。

後世的核設施，就是採用金屬密封墊。

這種金屬密封墊，對工匠的技術要求極高。

必須要保證密封墊分毫不差，一點縫隙都沒有，才能達到密封效果。

“杜工，我暫時想到兩種密封辦法。

蒸汽壓力不太高的低端蒸汽機。

比如用於抽水、礦場、小工廠。

這種對機器效率要求不高，可以隨時停機的應用場景。

採用侵油的麻繩進行密封，只要更換的勤快一些，它能達到密封目的。

對於蒸汽壓力較高，使用情況非常嚴苛的蒸汽機。

我們可以採用純銅製造的密封墊，對蒸汽機和蒸汽管道進行密封。

純銅能承受極大的壓力，它質地較軟，不會影響管道和氣缸。

但對於工匠的手藝要求非常高。”

杜康傑聽到蘇河的話，他眼睛一亮。

“請秦王殿下放心，我們用純銅密封墊試一試。

我親自帶領工匠加工密封墊，一定會加工出合格的密封墊。”

蘇河和田家鵬等人，重新給蒸汽機設計密封結構。

蒸汽機密封結構設計好，透過麻繩驗證，能達到密封效果。

工匠開始加工純銅密封墊，應用到蒸汽機上。

蒸汽機要求的密封墊，精度非常高。

工匠們第一次加工精度這麼高的東西，他們都集中精力。

蘇河等待著工匠們的好訊息。

他離開科學院，處理其他的事物。

這段時間科舉剛剛完成，正式放榜的時候。

蘇河還要接見上榜計程車子，在國子監給他們講課。

這次科舉湧現了許多人才，這次有小學提前畢業的人才，參加科舉考試。

蘇河本以為他透過小學培養的人才，可以在科舉中獨佔鰲頭。

沒想到大明的人才真多，前三名不是小學培養的人才，連本地人才都不是。

第一名李巖，第二名牛金星，第三名冒襄。

這三名人才，蘇河印象都很深刻。

李巖和牛金星，那是歷史上闖王后期的重要人才。

冒襄復社四公子，名氣不算太高。

李巖有才能，但沒有被李自成重用。

牛金星才能也很出色，就是得權之後，嫉賢妒能排除異己。

他這種奸臣，蘇河一向是有才就可以使用。

他對臣子的道德要求不高，只讓他們遵紀守法。

臣子都一團和氣，他這個君主就要睡不著覺了。

………………………………

“秦王殿下，純銅密封墊製造成功，蒸汽機已經完美執行長達一天時間。”

蘇河正在國子監，給新入學的學子講課。

他聽到田家鵬彙報的這個訊息。

蘇河立刻把課程交給其他人，前往科學院觀察蒸汽機的情況。

冒襄好奇的說道:“大家知道什麼是爭氣雞嗎？

秦王殿下這麼激動，都放棄給我們講課。”

牛金星猜測道:“我認為，爭氣雞應該是一種藥物。

看看大蒜素和牛痘造成的影響。

秦王治下一直很穩定，沒有遭受到大規模瘟疫的侵襲。

這兩種藥物功不可沒，特別是牛痘直接遏制了天花。

讓這種肆虐華夏大地的瘟疫，直接被我們戰勝，這是遠超三皇五帝的功績。

爭氣雞，聽著就像牛痘，會不會是解決鼠疫的特效藥。

感覺不太可能，解決鼠疫，那應該叫爭氣貓。”

國子監的學子們，都在討論蒸汽機是什麼東西。

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