鲁锦这时才再次问道,“你们搞的这个实验品,做过承压实验吗?”
陶广义当即点了点头,然后一指车间外面,院子里的一座木製瞭望塔说道。
“做过,就是在那个木塔下面做的实验,我们按照陛下之前课上讲的液压实验,在这搭了个瞭望塔,將锅炉放在下面,接上竹筒管子,从塔顶往里面灌水,利用水压来检验锅炉的密封程度,加了十米高也未见锅炉本身漏水,倒是竹筒和锅炉的连接处,有不少水露出。
“但臣以为,按照陛下的要求,这种程度的锅炉就应该已经堪用了。”
鲁锦闻言再次点了点头,这是模仿的帕斯卡的胀桶实验,帕斯卡为了向人证明水压的存在,曾经搞过一个类似的实验,把一个木桶上面接上一根水管,从高处不停的往里面灌水,最终把下面的木桶利用水压胀破。
而陶广义他们把这法子借鑑了过来,用来检验锅炉的承压力,倒也是在没有专业设备的情况下,一种合理的土法检验方式。
鲁锦这时才说道,“还记得我给你们讲的技术划代吗?”
“记得,陛下在课上讲过,科学技术也会像人一样成长发展,就像不同年龄的人一样,学识和行事风格也会大有不同,科学技术也与之类似,初始时像蹣跚学步的孩童,稍壮些就会愈发成熟,直到最后如同庖丁解牛,游刃有余。
“因此,又可根据不同阶段的技术相似性,將使用同类方法的技术归类为一代,直到新技术实现对老技术的碾压,便可看作下一代技术,这称之为科技进步,又或者技术叠代,而同一项技术的不同发展脉络,又可將之看作一条科技树。”
鲁锦顿时点点头夸奖道,“不错,眼前的这蒸汽机也是如此,现在你们做的这个,不过是个刚刚能实现做工的初代蒸汽机,那如果让你在这台蒸汽机上做出改进,使其技术叠代,你可知道应该往哪个方向努力?”
“这,臣以为应该是掌握陛下所说的焊接之后,这样就能做出天衣无缝,丝毫不会漏气的锅炉,效率肯定会极大增加。”陶广义说完便忐忑的看向鲁锦,也不知自己说的对不对。
鲁锦闻言则是摇了摇头,“铆接改焊接,改进的不过是工艺,提升气密性的根本你却没有领悟,那才是真正的前进方向啊。”
陶广义闻言愣了愣,当即反应过来,“陛下说的是提升蒸汽压力?”
“不错,蒸汽机的技术发展方向,就是不断的提高蒸汽压力,但这同样也是对物理,热力学三定律的应用,只有吃透了热力学,你才能明白,这不过是对热量的转换罢了,而蒸汽机的改进,只不过是为了不断的提升对热量的转化效率。
“现在说这些还太早,还是说眼前这台蒸汽机,蒸汽机的发展,其实应该分成工作机和锅炉两条线发展,锅炉的目的是为了提高对热量的转化,而工作机的目的是为了更好的用锅炉提供的能量做功。
“就拿锅炉来说,大致可以划分为四代,初代就是眼前这种,用砖块砌一个炉灶,把烧水的蒸汽锅架在上面,根据其结构,可以看作简单的『上水下火,但这样却只有下面的锅底才能受热,煤炭发出的热量大部分都流失了,利用效率显然是不高的。”
陶广义闻言顿时点了点头。
“所以第二代的锅炉,就应该把炉灶和锅整合到一起,用一个大筒做锅,內套一个小筒做炉灶,然后在內外筒之间注水,形成『水包火的结构,这样炉膛散发的所有热量,几乎都能被水吸收,受热化为蒸汽,提高热量的转化效率。”
“这法子好!”陶广义闻言顿时眼前一亮,可隨即他又反应过来,“不过此法虽妙,但却对密封工艺的要求也更高了吧,如果內部的火筒密封不够严密,让外层的水渗进炉膛,岂不是就把里面的炉膛熄灭了?”
“不错,否则朕明知道火筒锅炉效率更高,还让你们做这种效率低下的初代锅炉干什么,还不是因为咱们现在的焊接技术不够用嘛。”
“原来如此!”陶广义顿时恍然大悟道。
鲁锦则是继续说道,“等你们將来能做出第二代的火筒锅炉之后,继续发展下去,无非是从一个锅里套一个火筒,变成两个、三个,增加火筒数量来提高蒸汽发生的效率,但这样的锅炉结构,还是有缺点,因为煤炭燃烧后的烟气,同样含有大量热量,却直接从烟囱里白白流失了。
“所以第三代锅炉,就是烟管锅炉,把烟囱也盘成曲折迴转的管子,塞到锅里,让烟气里残余的最后一丝热量,同样被水吸收,然后再把菸灰喷出去,以此达到对热量的利用效率最大化。
“但这需要的加工工艺就更高了,不仅要能做出耐高压的无缝钢管,还要学会胀管和焊接技术,以免烟囱漏水。”
陶广义闻言却顿时眼前一亮,似是想到了什么说道,“所以这蒸汽机的技术发展,其实是与火器枪炮的发展一脉相承的?如果能造出耐高压的无缝钢管,岂不是就可以做出射程更远,威力更大,反而更加轻便的火炮了?
“还有那铸造气缸的技术,其实也与铸炮类似,鏜气缸的鏜床,一样可以用来生產大口径火炮?”
“说的不错,你很聪慧,已经能举一反三了,事实上不止蒸汽机,许多看起来是民用的技术,都可以转化为军用。”鲁锦当即赞道。