公元一一四年的春天,不奴族迎來了一項前所未有的創舉——他們組建了第一個發動機研究小組。這個小組的誕生,源於袁華的啟發。袁華不僅為他們了許多創新的思路,還親手繪製了大量的概念圖,為他們的研究指明了方向。在袁華的指導下,小組的第一個作品——斯特林發動機——很快便問世了。這一成就讓不奴族的科技邁上了一個新的台階。
隨著時間的推移,發動機研究的規模不斷擴大。到了公元一一五年年底,不奴族已經擁有了三個發動機研究小組,每個小組都由大約一百名白馬少年和十名中匠師組成。這些年輕的學者和工匠們,手持袁華留下的思路和圖紙,日夜鑽研,終於在短短一年多的時間裡,成功研製出了新型的斯特林發動機,蒸汽機和蒸汽輪機。
然而,隨著研究的深入,他們逐漸發現了兩者之間的差異。斯特林發動機雖然結構精巧,但其功率密度卻遠低於蒸汽發動機。蒸汽發動機可以通過不斷改進設計和技術,輕鬆提升功率,而斯特林發動機在這方麵卻顯得力不從心。此外,斯特林發動機對氣密性的要求極高,任何微小的泄漏都會嚴重影響其性能,需要經常更換氣密環;相比之下,蒸汽發動機的容差率更高,對製造精度的要求相對寬鬆。
他們根據袁華的思路,分彆研究和製造了蒸汽機和蒸汽輪機。
不奴族開始利用蒸汽的力量推動了曆史的車輪。
蒸汽機和蒸汽輪機,它們的相同點在於,都依賴於高溫高壓的蒸汽作為能量來源,並通過熱力學循環將熱能轉化為機械能。無論是蒸汽機還是蒸汽輪機,都需要鍋爐來產生蒸汽,可以在工業和交通運輸領域發揮作用。
然而,儘管它們有著相似的能量轉換原理,但在結構、效率和應用場景上卻有著顯著的不同。
第二小組研發蒸汽機的蒸汽動力裝置,其核心是通過蒸汽推動活塞做往複運動,再通過曲軸將這種運動轉化為旋轉運動。
第三個小組,負責采用相同的熱力設備研發蒸汽輪機。它的原理其實也很簡單,利用蒸汽直接衝擊鋼鐵渦輪葉片,使渦輪葉片高速旋轉,從而帶動外麵旋轉的機械結構,將熱能轉化為機械能。蒸汽輪機的結構相對簡單,主要由渦輪葉片、轉子和殼體組成。
他們發現,對比蒸汽機和蒸汽渦輪機,蒸汽機機構複雜,包含活塞、氣缸、曲軸和連杆等部件,效率相對較低,通常隻有10。而蒸汽渦輪機可達30,且能夠輕鬆實現大功率輸出。它的運行速度極高,渦輪轉速可達每分鐘上千轉。
不奴族大匠師會議對三種發動機做了評估,每一種技術都有其獨特的優勢和局限。斯特林發動機的高效熱能和安靜運行的特點,使其在某些特定領域具有不可替代的價值;而蒸汽發動機的強大功率和適應性,則為大規模工業應用了可能。
最後,他們決定繼續保留三個發動機研發小組,但是蒸汽機技術和蒸汽渦輪機技術進行合並,隻保留蒸汽渦輪機。
現在,第一小組的斯特林發動機和第三小組的蒸汽渦輪機開始量產。而第二小組,轉向袁華說的內燃機研發,他們已經發現汽油,柴油和空氣混合,會發生爆炸,隻是如何連續引發這種爆炸,是一個技術難點。
這裡麵要提到的是蒸汽渦輪機的力量遠遠超過斯特林發動機,它們開始被大量製造。
千萬不要把不奴族的蒸汽輪機,理解為現代的蒸汽輪機,他們的要原始很多。
就是在一個鑄鐵的機殼之內,有一個可以從外部加水,自動封閉的大水缸,大水缸下麵持續加熱,就會產生大量水蒸氣,高壓水蒸氣從上麵的排氣孔噴出來,帶動金屬葉片風車旋轉,風車的軸再帶動外部設備旋轉。
他們最初的設計是一組風輪,可白馬少年們發現,蒸汽衝過一組風車依然帶有巨大的力量,就繼續增加一組風輪,然後再增加一組。。。
最後,他們出來的第一批蒸汽渦輪機帶有四組渦輪環形葉片,發動機的蒸汽依然動力十足。
驅動過葉片的水蒸氣,會在後麵經過冷卻,變成水在流回鍋爐裡。
但,這個時代的氣密性還很差,總是要不停的補水,發動機才能有效工作。
後麵,少年們又製造了一個浮閥,通過加裝一個大水箱,自動向發動機裡的加熱水箱注水。
大水箱也有浮閥,人們隻要觀測到大水箱的浮閥低於安全線,一次性加滿水就可以,而不要時時關注。
這一次,蒸汽渦輪機的出現,把不奴族的發動機推向了高潮,這群人將外燃式發動機玩出了新的高潮。
他們一口氣推出了三種蒸汽渦輪機,一種是船用的中型機,一種是礦山和工坊鐵軌上使用的小型機,最後一種是用於工坊的大型機。
於是,流水化作業的不奴族,開始展現威力。
到公元一一六年十一月,他們每個月能生產五十台船用發動機,八十台鐵軌運輸用的小型發動機,以及二十台工坊用的大型發動機。
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這東西改變一切!
首先,從礦山運輸開始,小型發動機被裝進車頭,四個工人,一個負責駕駛,兩個負責加煤和水。呃。。。還有一個機修工,這玩意還不太穩定,需要有人現場維修。。。
四個人駕駛一個火車頭,能夠拉動十個一噸的車廂,以十公裡的速度行駛。
以前這些礦石,每一噸需要四匹馬和一個人。十噸就需要四十匹馬和二十人負責運輸。