時間過得很快,數米深的煤炭已經開采光了,便要往下開采,為了從幾十米深的礦井汲水,須將提水機裝在礦井深處,用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上,這在此時無疑是困難而又危險的。
呂布又冥思苦想,后來想出了一個辦法,將氣缸與凝結缸通過一個閥門分開,改造后的蒸汽機,將蒸汽引入氣缸后閥門被關閉,然后冷水被撒入汽缸,蒸汽凝結時造成真空,活塞另一面的空氣壓力推動活塞,在礦井中聯結一根深入豎井的桿來驅動一個泵,蒸汽機活塞的運動通過這根桿傳到泵的活塞來將水抽到井外,這是用大氣驅動獨立的提水泵。
由于蒸汽進入汽缸時,在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,這種大氣式蒸汽機的熱效率很低,而且這種抽水機的單位時間往復次數低,活塞只有一個單向做功沖程,冷凝過程中的液態水經常積累在氣缸里,時常停機進行氣缸排水,最要命的是冷凝需要的冷卻水量巨大,蒸汽機往往建在河邊或需要建造冷卻蓄水池。
呂布其實是不想用這些早就淘汰掉的真空蒸汽機,但真空蒸汽機安全性可以,而大漢現在的鋼鐵質量不過關,制造工藝不行,迫于安全性,只能暫時用著落后的真空蒸汽機。
等到若干年后,大漢鋼鐵冶煉質量上去了,氣缸的強度、密封性做好了,呂布才準備按照瓦特的做法去做蒸汽機。
遙想公元1764年,英國一個年輕的儀器修理工詹姆斯?瓦特為格拉斯哥大學修理紐可門蒸汽機模型時,注意到了這一缺點,并于第二年發明了設有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機,并取得了英國的專利。
初期的瓦特蒸汽機仍用平衡杠桿和拉桿機構來驅動提水泵,為了從凝汽器中抽除凝結水和空氣,瓦特裝設了抽氣泵,他還在汽缸外壁加裝夾層,用蒸汽加熱汽缸壁,以減少冷凝損失。
瓦特對紐科門蒸汽機進行了改造,變成外冷凝的瓦特蒸汽機,其活塞進行雙向做功沖程,做完功的蒸汽自氣缸排出,在氣缸外進行冷凝,提高了活塞單位時間往復次數,體積也相應減小,整個蒸汽機做到可移動。
瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速地發展,他使原來只能提水的機械,成為了可以普遍應用的蒸汽機,并使蒸汽機的熱效率成倍提高,煤耗大大下降,因此瓦特是蒸汽機的改良者。
自此以后,蒸汽機不僅在采礦業中得到廣泛應用,在冶煉、紡織、機器制造等行業中也都獲得迅速推廣,它使英國的紡織品產量在二十多年內增長了五倍,為市場提供了大量消費商品,加速了資金的積累,并對運輸業提出了迫切要求。
在船舶上采用蒸汽機作為推進動力的實驗始于公元1776年,經過不斷改進,至1807年,美國的富爾頓制成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船“克萊蒙”號,此后,蒸汽機在船舶上作為推進動力歷百余年之久。
公元1800年,英國的特里維西克設計了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機,公元1803年,他把它用來推動在一條環形軌道上開動的機車,找來喜歡新奇玩意兒的人乘坐,向他們收費,這就是機車的雛型。英國的史蒂芬孫將機車不斷改進,于公元1829年創造了“火箭”號蒸汽機車,該機車拖帶一節載有三十位乘客的車廂,時速達四十六公里,引起了各國的重視,開創了鐵路時代。
呂布在憧憬蒸汽機完全發明出來以后的美好愿景。
有了蒸汽機船,再在蒸汽機船上裝上裝有螺旋槳推進器,以后不管去南北美洲還是去歐洲都不再需要一整年了,去倭國、高麗、呂宋的航行時間也極大地縮短了,控制力度增強,將來的世界很難說。
有了蒸汽火車,鐵路時代開啟以后,大漢軍隊的調動能力極大增強,到時候南征北討都容易多了。
這個世界必將因為蒸汽機的發展而提前進入一千五百年后的工業時代。
只是現在鋼鐵質量不行,制造工藝不行,蒸汽機似乎遙遙無期。(未完待續。)
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