444、水管鍋爐和火管鍋爐

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楊凡看了一會，說道：“目前這種蒸汽機還有困難嗎，有沒有沒有解決的問題。”

一聽這話，陳曦的小臉垮了下來。“問題好多啊，比如，我不知道如何控制蒸汽的壓力，如果壓力太大，會炸開的。”

楊凡點點頭，壓力容器這塊可是學問很深的。

“這塊我後續給你提供儀表和閥門，軸承也提供給你一些，這些東西的原理也給你，你把下面的學生分成組，分別去彷制簡單的閥門、儀表、軸承。”

陳曦點了點頭，說道：“好的，有了方向就好，我就怕沒有思路。另外，蒸汽發生的效果不是很好，我覺得，我還是對鍋爐的設計存在某些錯誤。”

楊凡說道：“這個鍋爐確實太簡陋。鍋爐分為水管鍋爐和火管鍋爐。你的這個就是一個大鍋。這樣受熱面積太小，效率太低，好多燃燒的熱量都沒有加熱到水上，隨著煙氣排出去了。”

陳曦眼睛一亮，確實是這樣。她急忙問道：“什麼是水管鍋爐，什麼又是火管鍋爐。”

楊凡打了個響指，說道：“非常簡單，比如在這個爐子裡，用很多鐵管，裡邊可以通水，這樣煤燃燒的熱量可以包圍在這些鐵管道周圍。受熱面積大，吸收的熱量就多。這種鍋爐就是水管鍋爐。適合大功率的蒸汽機。”

陳曦一聽就明白了，自己設計的這個就是爐子上一個大鍋。接觸面積就是鍋底的面積。

而老爺說的這個水管鍋爐，等於在爐膛上方，密集設定水管。這樣每一根的水管的外壁都可以受熱。確實極大的提高了受熱面積。

陳曦忍不住問道：“哪火管鍋爐呢，是怎麼回事。”

“這個簡單啊，你把爐子的煙道分成好多管道曲折透過水箱。這樣是不是也可以加大換熱的面積啊。這種設計就是火管鍋爐。區別就是管子裡走的水，還是熱的煙氣。”

陳曦聽懂了，原理並不難理解。自己完全可以做出來，問題不大。

“老爺，哪種更好呢。”

“各有利弊吧，不過火管鍋爐不適合大功率的鍋爐設計。如果是現階段哪種都無所謂。”

楊凡不想限制她們的思路，最好還是都實驗一下，自己找出其中的問題和優點更好，授人以魚不如授人以漁。

她們只有形成獨立的研究能力，才能在以後的日子裡不斷進步。而不是完全依賴楊凡提供源源不斷的現代資料。那是匠師，不是科學家。

否則她們絕對走不了太遠。

“對這臺機器，老爺您有什麼建議嗎。”陳曦問道。她知道老爺有很多的奇思妙想，往往能給她很大的指導和幫助。

楊凡摸摸下巴，考慮了一下。

“我覺得，這種機器有幾點還可以改進，一個是鍋爐做成換熱效率更好的水管鍋爐或者火管鍋爐。同時要把爐子用石棉包起來，這樣可以保溫效率還能高些。”

大明有石棉礦，這東西不新鮮。

早在周朝就有火浣布，那就是石棉織成的布匹。

元朝時，官辦的石棉礦大量出現，明代開採規模更大。

“另外我覺得，這種蒸汽機結構簡單，造假低。需求主要是兩個方向，一個是給農民抽地下水用，一個是給礦山用。一個要造的小巧玲瓏的，儘量減輕重量，便於在田間地頭轉運。另一種要大型化，加大功率，因為礦山透水都是大量的出水，功率小了沒用的。”

紐可門蒸汽機，主要價值就是發明了氣缸。實現了用蒸汽推動活塞做一上一下的直線運動。是氣缸的始祖。

陳曦介紹道，這臺機器，每分鐘往返16次，每往返一次可將50升水提高到46.6米。一天一夜，可以抽水4320噸。所以該機即可用於礦井的排水。

楊凡的意見，陳曦都用小本子，認認真真的記錄下來。

“如果你們能夠把裝置完善好，定型後。我可以給你們專利，工廠投產每臺蒸汽機只要賣出去，都會給你們一筆錢。專利十年有效。這筆錢，你們可以用來做研究和維持機構的經費。”

“老爺太好了，我們一定會非常有動力的投入研究的。”

“我覺得，民用的蒸汽機會需求更大。畢竟現在礦山就是那幾個，用不了太多的。”楊凡說道。

“既然是民用，就不要太笨重，功率不需要那麼大，可以做的輕一點，另外，也不是必須燒煤，田間地頭的，什麼秸稈啊，破木頭啊，板子啊什麼的，只要能燒的都可以燒嗎。所以對燃料要求越低越好。”

陳曦點頭道：“老爺您說的對，另外，配套的機井也要重新設計，出水量和這個機器的功率相匹配。”

明末水旱災害交替出現，不論是抽取地下水灌既抗旱，還是抽水排澇。都需要蒸汽機。社會上應該有很大的需求。

這種原始的紐科門蒸汽機，沒有什麼好保密的。

技術上，沒有鏜床，誰也加工不出來合格的氣缸。沒有氣缸，這種蒸汽機根本就彷制不了。

錘子可是敲不出來達到標準的氣缸的。

既然不怕洩密，就完全可以推向市場。

而楊凡真正打算用的，是紐科門式蒸汽機的下一代產品-----往復式蒸汽機。從紐科門式蒸汽機到往復式蒸汽機，技術跨越極大。

涉及到分離式冷凝器、氣缸外接隔熱保溫層、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。瓦特用了幾十年，把這些東西都發明出來，才真正造出了實用的往復式蒸汽機。

只有往復式蒸汽機才能作為火車機車、船舶、工業機械的動力來源。

看完了紐科門式蒸汽機，陳曦帶著眾人來到前院的辦公室東廂房。

這裡有一臺銅製作的往復式蒸汽機模型，靜靜的躺在桌子上。這是陳曦花了極大的心血，按照楊凡的提供的技術資料，在十幾個老師傅的努力下，手工打磨一個一個的零件，組裝起來的。

小小的鍋爐裡燒的是酒精。曲軸是一小塊鋼錠，手工用挫，一點點弄出來的。此時小小的蒸汽機，正在工作著，氣缸發出鳴笛聲，大量的蒸汽從氣缸的排氣口排出來。

曲軸帶動一個輪子在飛快的轉動。

雖然只是一個一馬力的模型，但是麻雀雖小五臟俱全。這套東西能做出來，就有一定能做出實用的往復式蒸汽機。

塗山月和和林月如看到這個精緻的模型，全都是一眼的小星星，這個東西做的太好了，自帶著工業的美感。

“老爺，這個機器可比那個什麼門的好看太多了，看上去就很讓人喜歡，有種說不出的美感。”小娘皮說道。

是啊，設計合理的工業品，都是很美的。

自帶著大自然規律的美感。

後世的飛機，火箭、汽車、船舶設計比較成功的，都很好看。

“老爺我在想，如果把這個裝在馬車上，我們以後出行是不是就不需要馬了。”土山月問道。

“這個東西太笨重了，裝在馬車上不合適。而且冒黑煙，還要燒火，煙熏火燎的，你願意坐才怪。這東西可以裝在船上，那就可以把腳踏車的人員去掉了。也可以裝在礦車上。咱們鋪了那麼多條軌道，現在都是馬拉，如果用一根皮帶，把這個飛輪和礦車的輪子連線起來，礦車就可以不用馬匹拖曳在軌道上飛馳了。”

林月如也激動的說道：“老爺那豈不是，戰艦不在依賴風了。陸地上車不再依賴牲畜了。”

“是啊，甚至以後織布都不用人力了，咱們的水利紡紗機和織布機正在試驗。有了這個機器，以後沒有水源的地方，或者冬季也可以用機器生產布匹了。只要是用人力的地方，都可以代替人力來做事了。”楊凡說道。

“老爺，那要是把這個裝在軌道車上，這東西不知道疲倦，可以日夜不停的奔走，那樣子的話，豈不是有軌道的地方，就都可以通行了。”林月如問道。

“不錯，以後呢，軌道就叫做鐵路。這個加了往復式蒸汽機的軌道車，就叫做火車。”

“這個名字好，這個東西全靠燒火，才能產生力量，確實是火車啊。”湘怡說道。

“等試驗成功了，我們就先把新城和幾個煤鐵礦的軌道車都換成火車。我相信火車早晚有一天會替代大運河，成為物資運輸的主要方式。”楊凡看著那臺一馬力的模型機器說道。