第553章 爭氣一號
崇禎大明：從煤山開始 作者：寂寞劍客 投票推薦 加入書簽 留言反饋
崇禎其實還有一句話沒有說出來。
從人類的維度看，第一次工業革命無疑是一次劃時代的偉大事件，因為從此之後人類就曆史性的從農業文明進入到工業文明。
但是從個體維度，第一次工業革命卻充滿了斑斑血淚。
因為第一次工業革命是在對無數個血汗工人的殘酷壓榨下完成的，對於身處第一次工業革命之中的工人而言，工業化並不友好。
塵肺、血鉛中毒還有蘆柴棒，這等慘劇簡直數不勝數。
所以，崇禎更希望由朝鮮人、安南人甚至盎撒人前來大明的工廠充當血汗工人，而大明的老百姓，還是需要盡量善待，如果往外移民，還是盡量擔任農場主或者礦場主，實在不行當個工頭又或者農場管家也行，相當於技術管理層。
朱慈烺又問崇禎：“父皇，朝鮮的事務具體該怎麽處理？”
“具體分三步走，第一步先控製軍隊，第二步再控製朝鮮的政局，第三步才可以推動大規模移民。”崇禎正要分說時，那邊方以智忽然興衝衝走過來。
“聖上，總裝已經完成了。”方以智作揖說道，“可以下旨試車了。”
“那你還等什麽？”崇禎急切的說道，“趕緊，趕緊點火！”
蒸汽機終於可以點火試車，崇禎便不再關心朝鮮的事。
方以智便立刻迴頭高喊道：“聖上有旨，點火！”
那邊宋應星立刻點燃鍋爐。
在熊熊爐火的焚燒下，鍋爐的爐身很快就發出灼人的熱浪。
大約小半個時辰之後，鍋爐內部就傳出轟隆轟隆的氣流聲，顯然，爐內的冷水已經被燒開，這是蒸汽翻滾發出的噪音。
帕斯卡一直守在氣壓計前。
為了表彰帕斯卡發明氣壓計的功績，崇禎下旨以帕斯卡作為壓強單位，就是1斤重物作用於一平方米麵積產生的壓強。
【注：書中1帕=現實5帕，但是為免混淆，便於閱讀，後麵文中仍舊沿用現實中的壓強單位帕，大氣壓仍舊=10萬帕】
崇禎這麽做不過是迴歸原本的樣子。
但是帕斯卡無法預知未來，因而對此感激涕零。
因為以他的姓氏作為單位，意味著他將可以名垂青史。
某一刻，帕斯卡高喊起來：“陛下，已經達到2個大氣壓了。”
經過大半年的高強度學習，帕斯卡已經能說流利的大明官話。
因為擔心焊接件強度不夠，所以第一台蒸汽機的工作壓力設計的是2個大氣壓，最大承受壓力則是2.5個大氣壓，一旦超過2.5個大氣壓就必須釋壓。
現在鍋爐氣壓已經達到2個大氣壓，就可以開始工作了。
崇禎當即下達第二道旨意：“快快，打開汽缸閥門！”
方以智便立刻打開連通汽缸的閥門。
崇禎和朱慈烺父子的心立刻提起來。
方以智、宋應星、帕斯卡等所有人也刷的看向蒸汽機的飛輪。
在眾目睽睽之下，滾燙的蒸汽在刺耳的尖嘯聲中湧入汽缸中，然後推動活塞緩緩向前移動，通過連杆以及曲軸連接著活塞的巨大飛輪便開始緩慢的轉動。
看到巨大又而又沉重的飛輪開始緩緩轉動起來，方以智他們頓時間便歡唿起來。
崇禎雖沒有歡唿，但是嘴角的笑意也是掩不住，因為隻要這個飛輪能轉動起來，也就意味著可以對外做功了，而且最大可以產生7萬牛頓的機械推動力。
【注：牛頓此時還是小孩，萬有引力還沒發現，這裏隻是引用】
這個很容易計算，1帕斯卡等於1牛頓作用在一平方米表麵的壓強。
這台蒸汽機的活塞麵積為0.72平方米，活塞內外壓強差為1個大氣壓，所以可產生的最大理論推動力就是七萬兩千牛頓。
那麽7.2萬牛頓的推動力意味著什麽？
意味著可以將7噸的重物給吊起空中！
想到這，崇禎的一張臉也笑成了雛菊。
然而不出意外的話，很快就要發生意外。
隻見巨大的飛輪運行了大約四分之一周，從蒸汽機的汽缸內陡然間傳出來一陣極其刺耳的磨擦聲，簡直能夠把人的牙齒都給酸倒掉。
高起潛和幾個小太監便下意識的捂住耳朵。
崇禎的臉色也垮下來，嘴角的笑意也凝固住。
再定晴看時，隻見飛輪已經停下來不再轉動。
方以智、宋應星還有帕斯卡等人的臉色也在頃刻間黑成鍋底，試車失敗！被聖上寄予厚望的爭氣一號試車失敗了！
隻有鍋爐仍然還在轟鳴。
爐內的氣壓也在持續升高。
帕斯卡很快發出警示：“聖上，氣壓已經達到2.2個大氣壓了！”
伴隨著帕斯卡的警示，蒸汽機的幾個密封機構也開始噗噗漏氣。
崇禎咬著牙說：“不著急打開釋壓閥，再等等。”
崇禎還是有些不甘心，期待著能有奇跡發生。
然而奇跡並沒有發生。
飛輪仍舊是紋絲不動。
氣壓卻是持續不斷的升高。
“聖上，氣壓已經達到2.3了！”
“聖上，氣壓已經達到2.5了，快要炸了！”
帕斯卡說話的聲音已經帶著顫，差點就要轉身逃跑。
因為蒸汽機的幾個重要焊接點強度有限，理論上就隻能承受2.5個大氣壓，現在的壓力幾乎已經是極值，隨時都可能爆炸。
高起潛也是急得臉色煞白：“萬歲爺快走！”
崇禎便隻能放棄，頹然說：“打開釋壓閥。”
帕斯卡便以最快的速度將釋壓閥打了開來。
閥門一打開，高熱高壓的蒸汽便噴薄而出，發出尖銳的嘯聲，經久不歇。
崇禎的心情卻是大壞，看來古人誠不我欺，好事就是要多磨，第一台工業用蒸汽機的研製終究還是沒有那麽順利。
爭氣一號試車失敗了。
……
當天晚上，方以智他們就找到了失敗原因。
“汽缸內壁光滑度不夠，把活塞給卡住了。”方以智一臉慚愧。
“你們打磨的時候難道沒有試過？”崇禎皺眉道，“看看活塞在往複移動的時候會不會被汽缸壁卡住？”
“打磨的時候當然試過。”
“當時確實沒有被卡住。”
“要不然也通不過驗收。”
方以智和宋應星立刻急了。
“那為什麽現在卡住了呢？”朱慈烺問道。
方以智和宋應星無言以對，他們也想知道其中的原因。
這個時候，帕斯卡插話道：“陛下，應該是因為遇熱膨脹之故。”
“膨脹？”崇禎聽到這也反應過來，不出意外，應該就是這個。
帕斯卡接著解釋道：“因為活塞整體藏在汽缸內，所以加熱充分，而汽缸則隻有內壁被加熱，因此活塞膨脹得比活塞更加充分。”
“我們在汽缸與活塞間預留的間隙，原本是足夠保證活塞移動的。”
“可是現在活塞膨脹得多，汽缸膨脹得少，兩者的間隙就變小了，所以之前預留的間隙就不夠大了，所以最後卡住了。”
“原來如此。”方以智和宋應星有一等茅舍頓開的明悟。
崇禎卻問道：“帕斯卡先生，那你有想到解決的辦法嗎？”
“陛下，這沒有什麽好辦法。”帕斯卡說道，“隻有磨小活塞尺寸，加大活塞與汽缸之間的間隙餘量，但是這樣一來氣密性就會出現下降，輸出效率就會變差，原本可能推動超過五萬斤的重物，加大間隙後或許就隻能推動兩三萬斤。”
崇禎皺眉道：“難道就不能增加汽缸內壁還有活塞表麵的光滑度嗎？”
“當然可以。”帕斯卡點頭說，“如果汽缸內壁和活塞表麵能夠做到絕對光滑，那麽隻需很小的間隙也不會卡住，然而這隻是理論上的，實際上卻是辦不到的，因為要想把一個巨大的圓柱麵打磨到絕對光滑的程度，根本不可能。”
方以智也說道：“聖上，格物科打造爭氣一號之所以花了這麽長時間，主要就是打磨汽缸的內壁、活塞還有連杆外壁花費了太多的工夫。”
崇禎這才想起，爭氣一號是由工匠手工打造的。
對於手工打造，最難的就是大尺寸表麵的打磨，尺寸越大，難度越高，而且還是幾何級數的增加，爭氣一號的汽缸內壁的直徑達到了三尺，活塞直徑也接近三尺，手工打磨這樣兩個大尺寸的圓柱麵，屬實難為工匠了。
不過，這個難題並不是無法解決的。
當下崇禎說道：“這樣，將爭氣一號的活塞尺寸磨小，爭取先跑起來，然後研究一台可以車削的大型車床，由爭氣一號給這台大型車床提供動力，再澆鑄一套同樣尺寸的汽缸以及活塞，通過車床來車削並打磨汽缸的內表麵和活塞外表麵。”
“對啊，車床。”方以智和宋應星兩人頓時間感到眼前一亮。
這個其實就是思維定勢，就像是窗戶紙，沒捅破就是想不到。
“行了，那就抓緊時間。”崇禎說完就將方以智等人都打發走。
研究並打造一台可車削爭氣一號汽缸的車床可不是件容易的事。
保守估計又得至少一年，想到這，崇禎便不免又長歎了一口氣。
蒸汽機的應用又得往後推遲一年，北伐也至少得往後推遲一年。
從人類的維度看，第一次工業革命無疑是一次劃時代的偉大事件，因為從此之後人類就曆史性的從農業文明進入到工業文明。
但是從個體維度，第一次工業革命卻充滿了斑斑血淚。
因為第一次工業革命是在對無數個血汗工人的殘酷壓榨下完成的，對於身處第一次工業革命之中的工人而言，工業化並不友好。
塵肺、血鉛中毒還有蘆柴棒，這等慘劇簡直數不勝數。
所以，崇禎更希望由朝鮮人、安南人甚至盎撒人前來大明的工廠充當血汗工人，而大明的老百姓，還是需要盡量善待，如果往外移民，還是盡量擔任農場主或者礦場主，實在不行當個工頭又或者農場管家也行，相當於技術管理層。
朱慈烺又問崇禎：“父皇，朝鮮的事務具體該怎麽處理？”
“具體分三步走，第一步先控製軍隊，第二步再控製朝鮮的政局，第三步才可以推動大規模移民。”崇禎正要分說時，那邊方以智忽然興衝衝走過來。
“聖上，總裝已經完成了。”方以智作揖說道，“可以下旨試車了。”
“那你還等什麽？”崇禎急切的說道，“趕緊，趕緊點火！”
蒸汽機終於可以點火試車，崇禎便不再關心朝鮮的事。
方以智便立刻迴頭高喊道：“聖上有旨，點火！”
那邊宋應星立刻點燃鍋爐。
在熊熊爐火的焚燒下，鍋爐的爐身很快就發出灼人的熱浪。
大約小半個時辰之後，鍋爐內部就傳出轟隆轟隆的氣流聲，顯然，爐內的冷水已經被燒開，這是蒸汽翻滾發出的噪音。
帕斯卡一直守在氣壓計前。
為了表彰帕斯卡發明氣壓計的功績，崇禎下旨以帕斯卡作為壓強單位，就是1斤重物作用於一平方米麵積產生的壓強。
【注：書中1帕=現實5帕，但是為免混淆，便於閱讀，後麵文中仍舊沿用現實中的壓強單位帕，大氣壓仍舊=10萬帕】
崇禎這麽做不過是迴歸原本的樣子。
但是帕斯卡無法預知未來，因而對此感激涕零。
因為以他的姓氏作為單位，意味著他將可以名垂青史。
某一刻，帕斯卡高喊起來：“陛下，已經達到2個大氣壓了。”
經過大半年的高強度學習，帕斯卡已經能說流利的大明官話。
因為擔心焊接件強度不夠，所以第一台蒸汽機的工作壓力設計的是2個大氣壓，最大承受壓力則是2.5個大氣壓，一旦超過2.5個大氣壓就必須釋壓。
現在鍋爐氣壓已經達到2個大氣壓，就可以開始工作了。
崇禎當即下達第二道旨意：“快快，打開汽缸閥門！”
方以智便立刻打開連通汽缸的閥門。
崇禎和朱慈烺父子的心立刻提起來。
方以智、宋應星、帕斯卡等所有人也刷的看向蒸汽機的飛輪。
在眾目睽睽之下，滾燙的蒸汽在刺耳的尖嘯聲中湧入汽缸中，然後推動活塞緩緩向前移動，通過連杆以及曲軸連接著活塞的巨大飛輪便開始緩慢的轉動。
看到巨大又而又沉重的飛輪開始緩緩轉動起來，方以智他們頓時間便歡唿起來。
崇禎雖沒有歡唿，但是嘴角的笑意也是掩不住，因為隻要這個飛輪能轉動起來，也就意味著可以對外做功了，而且最大可以產生7萬牛頓的機械推動力。
【注：牛頓此時還是小孩，萬有引力還沒發現，這裏隻是引用】
這個很容易計算，1帕斯卡等於1牛頓作用在一平方米表麵的壓強。
這台蒸汽機的活塞麵積為0.72平方米，活塞內外壓強差為1個大氣壓，所以可產生的最大理論推動力就是七萬兩千牛頓。
那麽7.2萬牛頓的推動力意味著什麽？
意味著可以將7噸的重物給吊起空中！
想到這，崇禎的一張臉也笑成了雛菊。
然而不出意外的話，很快就要發生意外。
隻見巨大的飛輪運行了大約四分之一周，從蒸汽機的汽缸內陡然間傳出來一陣極其刺耳的磨擦聲，簡直能夠把人的牙齒都給酸倒掉。
高起潛和幾個小太監便下意識的捂住耳朵。
崇禎的臉色也垮下來，嘴角的笑意也凝固住。
再定晴看時，隻見飛輪已經停下來不再轉動。
方以智、宋應星還有帕斯卡等人的臉色也在頃刻間黑成鍋底，試車失敗！被聖上寄予厚望的爭氣一號試車失敗了！
隻有鍋爐仍然還在轟鳴。
爐內的氣壓也在持續升高。
帕斯卡很快發出警示：“聖上，氣壓已經達到2.2個大氣壓了！”
伴隨著帕斯卡的警示，蒸汽機的幾個密封機構也開始噗噗漏氣。
崇禎咬著牙說：“不著急打開釋壓閥，再等等。”
崇禎還是有些不甘心，期待著能有奇跡發生。
然而奇跡並沒有發生。
飛輪仍舊是紋絲不動。
氣壓卻是持續不斷的升高。
“聖上，氣壓已經達到2.3了！”
“聖上，氣壓已經達到2.5了，快要炸了！”
帕斯卡說話的聲音已經帶著顫，差點就要轉身逃跑。
因為蒸汽機的幾個重要焊接點強度有限，理論上就隻能承受2.5個大氣壓，現在的壓力幾乎已經是極值，隨時都可能爆炸。
高起潛也是急得臉色煞白：“萬歲爺快走！”
崇禎便隻能放棄，頹然說：“打開釋壓閥。”
帕斯卡便以最快的速度將釋壓閥打了開來。
閥門一打開，高熱高壓的蒸汽便噴薄而出，發出尖銳的嘯聲，經久不歇。
崇禎的心情卻是大壞，看來古人誠不我欺，好事就是要多磨，第一台工業用蒸汽機的研製終究還是沒有那麽順利。
爭氣一號試車失敗了。
……
當天晚上，方以智他們就找到了失敗原因。
“汽缸內壁光滑度不夠，把活塞給卡住了。”方以智一臉慚愧。
“你們打磨的時候難道沒有試過？”崇禎皺眉道，“看看活塞在往複移動的時候會不會被汽缸壁卡住？”
“打磨的時候當然試過。”
“當時確實沒有被卡住。”
“要不然也通不過驗收。”
方以智和宋應星立刻急了。
“那為什麽現在卡住了呢？”朱慈烺問道。
方以智和宋應星無言以對，他們也想知道其中的原因。
這個時候，帕斯卡插話道：“陛下，應該是因為遇熱膨脹之故。”
“膨脹？”崇禎聽到這也反應過來，不出意外，應該就是這個。
帕斯卡接著解釋道：“因為活塞整體藏在汽缸內，所以加熱充分，而汽缸則隻有內壁被加熱，因此活塞膨脹得比活塞更加充分。”
“我們在汽缸與活塞間預留的間隙，原本是足夠保證活塞移動的。”
“可是現在活塞膨脹得多，汽缸膨脹得少，兩者的間隙就變小了，所以之前預留的間隙就不夠大了，所以最後卡住了。”
“原來如此。”方以智和宋應星有一等茅舍頓開的明悟。
崇禎卻問道：“帕斯卡先生，那你有想到解決的辦法嗎？”
“陛下，這沒有什麽好辦法。”帕斯卡說道，“隻有磨小活塞尺寸，加大活塞與汽缸之間的間隙餘量，但是這樣一來氣密性就會出現下降，輸出效率就會變差，原本可能推動超過五萬斤的重物，加大間隙後或許就隻能推動兩三萬斤。”
崇禎皺眉道：“難道就不能增加汽缸內壁還有活塞表麵的光滑度嗎？”
“當然可以。”帕斯卡點頭說，“如果汽缸內壁和活塞表麵能夠做到絕對光滑，那麽隻需很小的間隙也不會卡住，然而這隻是理論上的，實際上卻是辦不到的，因為要想把一個巨大的圓柱麵打磨到絕對光滑的程度，根本不可能。”
方以智也說道：“聖上，格物科打造爭氣一號之所以花了這麽長時間，主要就是打磨汽缸的內壁、活塞還有連杆外壁花費了太多的工夫。”
崇禎這才想起，爭氣一號是由工匠手工打造的。
對於手工打造，最難的就是大尺寸表麵的打磨，尺寸越大，難度越高，而且還是幾何級數的增加，爭氣一號的汽缸內壁的直徑達到了三尺，活塞直徑也接近三尺，手工打磨這樣兩個大尺寸的圓柱麵，屬實難為工匠了。
不過，這個難題並不是無法解決的。
當下崇禎說道：“這樣，將爭氣一號的活塞尺寸磨小，爭取先跑起來，然後研究一台可以車削的大型車床，由爭氣一號給這台大型車床提供動力，再澆鑄一套同樣尺寸的汽缸以及活塞，通過車床來車削並打磨汽缸的內表麵和活塞外表麵。”
“對啊，車床。”方以智和宋應星兩人頓時間感到眼前一亮。
這個其實就是思維定勢，就像是窗戶紙，沒捅破就是想不到。
“行了，那就抓緊時間。”崇禎說完就將方以智等人都打發走。
研究並打造一台可車削爭氣一號汽缸的車床可不是件容易的事。
保守估計又得至少一年，想到這，崇禎便不免又長歎了一口氣。
蒸汽機的應用又得往後推遲一年，北伐也至少得往後推遲一年。