今天這個蒸汽機(jī)已經(jīng)讓趙福祥開了眼界,磚頭當(dāng)蒸汽室,汽車剎車活塞當(dāng)高壓冷鉚機(jī),現(xiàn)在聽到高壓管道要用木頭來制作,趙福祥驚道:“爸,木頭行嗎?”
行嗎?想想也知道不行!
趙志寬嘆了口氣說道:“不行怎么辦?高壓管道最好用鑄鐵制造,但現(xiàn)在你有鑄鐵師傅嗎?你會翻砂建模嗎?你有熔煉生鐵的熔爐嗎?這些都沒有還是用木頭替代吧!”
后世熱電廠的高壓蒸汽通道可不簡單,除了要有一定的強(qiáng)度外,還要具有一定的延伸性,高壓蒸汽的溫度可以達(dá)到四百度,使用普通材料在高溫高壓的情況下很容易漏氣,所以熱電廠的高壓蒸汽管道都是使用高強(qiáng)度合金鋼,在加高分子波紋膨脹節(jié)制成。
趙志寬手中這些東西一樣沒有,不過好在他搞的蒸汽機(jī)不用太高的壓力,所以管道也用不到那些材料。趙志寬經(jīng)過挑選,既能有一定的抗壓性,還要有一定的延伸性,這種材料只能是木頭了。其實(shí)木頭在合成材料出現(xiàn)前,是最好的建筑材料,使用木頭制成的房屋只要保養(yǎng)得法,可是使用數(shù)百年,反而鋼筋水泥的房屋幾十年就不行了。
海南島上沒有大型的樹木,不過島上椰子樹倒有不少,前段時間趙志寬大搞土木工程建設(shè),伐倒了上千棵椰子樹,除了一部分變成了木炭外,大部分都變成木料準(zhǔn)備蓋房子。
椰子木紋理直,結(jié)構(gòu)粗而均勻,強(qiáng)度高,干縮小,十分適合當(dāng)木料,只是椰子木太堅(jiān)硬,十分費(fèi)鋸子,所以在海南除了一些靠海邊的貧民,是無人拿椰子木做家具的。
趙志寬找來木匠,將一整根椰子木破開,掏空樹心,周圍留五厘米厚當(dāng)管壁,然后在用中國人特有的榫接固定到一起,這樣一節(jié)椰子木空心管道就做好了。
為了防止縫隙漏氣,趙志寬用漁民使用補(bǔ)船的技術(shù),用亞麻混上桐油,在加白灰填補(bǔ)縫隙,然后在接縫處用鐵釘固定,確保通過高壓蒸汽時管道不爆裂。
木頭管道完成后,趙志寬特意注滿水試驗(yàn)了一下,觀察了兩天后發(fā)現(xiàn)倒是不漏水,就是不知道實(shí)際使用時怎么樣。
趙福祥來的時候,管道假設(shè)已經(jīng)接近了尾聲,在鄰近蒸汽室的管道被做成了長方形,這樣可以讓蒸汽經(jīng)過時的速度提高,也可以讓更多的蒸汽同時吹動葉輪。
趙志寬這一個月來教出來十幾個徒弟,但這些徒弟僅限于做工,跟他們說什么壓力溫度根本不同,所以今天趙福祥來了讓老頭子話匣子打開,滔滔不絕的講了起來。
趙福祥原本想要去??诟叟c李正道見面了,但看到自己老子今天心情這么好,也只好裝出一副受教的模樣乖乖聽老頭子講話。
趙志寬介紹完木頭管道的好處后,又說道:“小子,你想不想看葉輪?”
趙福祥為了讓老頭子高興,趕緊裝出一副感興趣的模樣,說道:“好啊!”
趙志寬將趙福祥領(lǐng)到一邊,一個長五米,足有一人高的葉輪正放在這里。這個葉輪與管道差不多,除了中間的鐵軸是鐵制外,其他都是木頭的。
葉輪是沖動式汽輪機(jī)最重要的組成部分,高壓蒸汽吹在葉輪上,帶動鐵軸轉(zhuǎn)動,從而將熱能變成機(jī)械能。因?yàn)槠啓C(jī)的機(jī)械部件少,鍋爐可以達(dá)到更高的氣壓,所以后世汽輪機(jī)的熱效率最高,一些熱電廠的汽輪機(jī)可以達(dá)到百分之七十的熱效率,遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)來的高。
至于趙志寬搞的這套原始汽輪機(jī)就不行了,趙志寬通過公式計(jì)算,自己搞的這東西熱效率只能達(dá)到百分之三十多,這還是在完美工況下,也就是高壓蒸汽吹到最后一處葉片正好變成常溫。因?yàn)闆]有蒸汽在加溫管件,所以這種完美工況下基本上不可能達(dá)到,趙志寬估計(jì)這套汽輪機(jī)能達(dá)到百分之二十的熱效率。
百分之二十雖然看著不起眼,但在同時期的歐洲,經(jīng)過瓦特改良的蒸汽機(jī)也只能達(dá)到百分之三的熱效率,到了1840年,歐洲最好的蒸汽機(jī)才能達(dá)到百分之八的熱效率,二戰(zhàn)時期的汽車,內(nèi)燃機(jī)的熱效率也只有百分之三十,所以在這套簡陋的汽輪機(jī)在明代已經(jīng)屬于神器了。
趙福祥上前裝模作樣的看了看葉輪,這套葉輪分為兩組六扇,每一組有兩片隨輪軸轉(zhuǎn)動的動輪,還有一組固定在外殼上的定輪,定輪的作用是讓流過的熱蒸汽加速沖擊后面的動輪。所有輪片都是木頭制成,輪片根部用榫接固定在鐵制軸承上。
趙福祥低頭看了看軸承,里面填滿了豬油,就是不知道溫度上來后這些豬油能不能都化了,那樣就起不到潤滑的作用了。趙福祥不知道這可不是普通的豬油,而是加了石蠟的特殊豬油。
中國早在周代就有了潤滑油,不過那時候使用的石漆,也就是天然的瀝青當(dāng)做車輪潤滑油。古代中國的石油產(chǎn)地大部分都在西北,海南這里根本沒有石漆,所以沿海百姓用這種石蠟添加一定的豬油,來給船帆的繩索潤滑減少阻力,雖然沒有石漆持久,但也差不了多少。
這種天然潤滑油當(dāng)然不如后世潤滑油好用,在溫度達(dá)到一百四十度左右,這種潤滑油就變成了液態(tài),不能很好的潤滑,不過這時候也沒辦法替代。趙志寬原本想要將汽車發(fā)動機(jī)拆了,然后用機(jī)油來當(dāng)潤滑油,可是趙志寬想到以后發(fā)動機(jī)萬一有什么用,在加上機(jī)油是液態(tài),也不能很好潤滑軸承,所以趙志寬才打消這個主意。
既然材料問題無法解決,那就只能用笨功夫了,趙志寬制作了大批這種天然潤滑油,同時派專人每隔一短時間就來上一次潤滑油,保證軸承里的潤滑油不會因?yàn)闇囟雀咦兂梢后w失去潤滑的作用,估計(jì)這樣就差不多了。
趙福祥看到每個葉片規(guī)格差不多,很有些后世機(jī)加工的模樣,趙福祥可見識過明代的工業(yè)技術(shù),同一個鐵匠出來的東西互相都不通用,沒辦法,沒有統(tǒng)一的度量衡,工匠在制作時大部分都是看自己心情,做出來的東西也大小不一,很難有統(tǒng)一的規(guī)格。
但這些葉片可不相同,角度與大小都差不多,趙福祥問道:“爸,您的這些寶貝徒弟手藝不錯啊,您看這些葉片都一樣!”
提到這點(diǎn)可是趙志寬的得意之處,他笑道:“早在兩千年前秦始皇就統(tǒng)一了度量衡,可是到了現(xiàn)在,這些工匠還不知道度量衡的重要作用!我把你媽做衣服皮尺拿來了,用皮尺做標(biāo)尺,給這幫徒弟每人做了一把木尺,精度可以達(dá)到毫米,在現(xiàn)在足夠用了!”
趙福祥知道明代一尺比后世一尺短一些,所以趙福祥笑道:“爸,您沒把你發(fā)明的這種尺命名為趙尺?”
趙志寬笑罵道:“你這小子真是異想天開,老子天天發(fā)明的東西多了,難道都叫趙什么嗎?都看完了,你該干嘛干嘛去吧!”
老頭子趕自己走,趙福祥卻有些不想走了,他看到蒸汽機(jī)準(zhǔn)備的差不多了,問道:“爸,這東西什么時候能用?”
趙志寬看了看進(jìn)度,說道:“今晚上就能做完管道,明天上午開始試機(jī),如果一些順利的話,后天就能投入生產(chǎn)了!”
趙志寬說完指了指不遠(yuǎn)處的制磚機(jī)說道:“制磚機(jī)都準(zhǔn)備好了,就差動力了!只要蒸汽機(jī)沒問題,制磚機(jī)每天就能產(chǎn)出兩萬塊紅磚,到時候咱們的建筑材料在短時期內(nèi)不會出現(xiàn)短缺了!”
提起磚廠趙福祥想起了水泥廠,就是那個由老磚窯改進(jìn)的水泥窯,趙福祥問道:“爸,您弄得那個水泥窯怎么樣了?”
配方都沒問題,就差原料了,咱們沒有球磨機(jī),單靠工人用石磨出原料,不知道什么時候才能湊夠一窯水泥的原料。
因?yàn)闇囟炔恍?,趙志寬選擇的水泥配方是爐渣硅酸鹽水泥,也就是后世最常用的波蘭特水泥,這種水泥生產(chǎn)工藝簡單,使用的原料為七成的爐渣,兩成五的生石灰加半成的石膏,將所有生料磨成粉末,加入百分之三十的水制成料漿,然后送入水泥窯里加溫煅燒,出來后就成了水泥了。
不過這種水泥不管生料還是熟料必須要成粉狀,如果里面有未粉碎的顆粒,會大大減緩水泥的凝結(jié)強(qiáng)度,甚至還會造成混凝土開裂。
后世解決這個辦法就是使用球磨機(jī),這種機(jī)械原理很簡單,就是一個裝滿鐵球的鐵罐子,放入要粉碎的材料后轉(zhuǎn)動,用鐵球的重力將材料砸碎。球磨機(jī)的原理很簡單,但鐵球?qū)嵲诓缓门绻F球不能成圓形,會大大減緩粉碎的速度,同時需要鐵球很多,依著趙家現(xiàn)在的實(shí)力,還沒有資金大規(guī)模采購生鐵用來生產(chǎn)鐵球。
所以現(xiàn)在那個水泥窯處于停工狀態(tài),等這邊蒸汽機(jī)完成了,趙志寬才能倒出手來解決球磨機(jī)的問題。
趙福祥聽父親說完,問道:“爹,您需要多少生鐵來生產(chǎn)球磨機(jī)?”
趙志寬合計(jì)了一下,說道:“光外殼就需要五百斤生鐵,要知道這家伙可不能用木材來代替,還有內(nèi)部的鐵球,大概也需要一千斤生鐵!”
趙福祥聽嚇了一跳,一千五百斤生鐵啊,這可難辦了!廣東一年才生產(chǎn)二十多萬斤生鐵,那可是供應(yīng)半個南中國的,現(xiàn)在自己就需要一千五百斤,看來過一段時間開發(fā)石碌鐵礦也應(yīng)該提上日程了。