第243章 蒸汽初鸣 (第1/3页)
格物院八大学馆的设立,如同在旧有知识体系的池塘中投入了巨石,涟漪正一圈圈扩散开来。算学馆的沙盘计算声,格物馆的实验碰撞声,化机馆的炉火煅烧声,地舆馆的星图测绘声,舟车馆的模型推演声,军械馆的沉闷试射声,农工馆的稻穗摩挲声,医道馆的药碾滚动声…… 这些声音交织在一起,形成了一种奇特而充满生机的韵律,回荡在洛水之滨这片新辟的学术领地上空。然而,在看似纷繁的研究方向中,李瑾心中,一个终极目标始终如灯塔般指引着方向——动力。
人力、畜力、水力、风力…… 这些传统的动力源,或受限于人畜的耐力与数量,或受制于地理与季节,已越来越难以满足他脑海中那宏伟蓝图的驱动需求。更大、更快的远洋战舰,更高效的矿山提水、矿石粉碎,更强大的机床驱动,乃至未来可能出现的陆地载具…… 这一切,都需要一种更强大、更稳定、更可控的动力。他知道答案——蒸汽。
然而,从“知道”原理,到将其转化为实际可用的机械,中间横亘着材料、工艺、密封、传动、控制等一系列巨大的鸿沟。直接抛出成熟的蒸汽机图纸是荒谬且危险的,那超越了时代太多,如同给原始人看喷气发动机。他需要做的,是引导这个时代的智者与巧匠,沿着一条符合认知规律的道路,自己去探索、发现、解决那些必然会出现的问题,让“蒸汽之力”的概念,如同种子,在这片名为“格物院”的土壤中,自然而然地萌芽、生长。
这一日,李瑾召集了格物馆馆主清玄子、化机馆馆主章焕、舟车馆馆主郑海和鲁平,以及算学馆馆主赵玄默,在新建成的、位于格物院核心区域的“论道堂”内,举行了一次小范围、高密度的研讨。论道堂陈设简朴,中央一张巨大的硬木长桌,四周墙壁上挂着各种图纸和模型,气氛肃穆而专注。
“今日请诸位前来,是想探讨一物之力。” 李瑾没有绕弯子,示意亲卫抬上一个盖着麻布的小型铜制装置。揭开麻布,露出一个造型奇特的铜器:下方是一个密闭的铜制圆球,上方连接着一根弯曲的铜管,铜管另一端则对准一个带有叶片、可以灵活转动的小轮。铜球下方有一个开口,似乎可以添柴加热,侧面还有一个带着螺旋阀门的细管。
“此物,暂名‘验汽转轮’。” 李瑾指着这个简陋的装置,“其理甚简:于这铜球内注水少许,下以炭火加热,水沸化为蒸汽。蒸汽自这铜管喷出,冲击叶片,则可驱动此轮转动。”
原理确实简单。在座几人,都是当世在各自领域最富探索精神的人物,对水沸化汽、汽遇冷复凝为水的现象并不陌生,甚至清玄子在炼丹时,就常用类似装置(原始的蒸馏器)来收集“华池玉液”(蒸馏水)。但他们从未想过,这“汽”的力量,除了将壶盖顶起,除了用来炼丹,还能用来驱动轮子转动,做“功”。
“水汽之力,竟能如此?” 郑海是资深船工,立刻联想到风帆,“若此轮可被汽力驱动,是否意味着,无风之时,舟船亦可自行?或可驱动更大、更复杂之器械,如提水之车,锻打之锤?”
“正是此意。” 李瑾赞许地点头,“然,欲使其为我所用,需明其理,克其难。首要便是,这蒸汽之力,究竟有多大?如何度量?与水量、火候、铜球大小、喷管粗细,有何关联?”
这是典型的“格物”问题。清玄子眼睛一亮,他最近正带领弟子们研究力与运动的关系,用杠杆、滑轮、斜面做实验,试图量化“力”的概念。“大帅所言极是!力有大小,需有度量。下官观此物,水沸为汽,体积剧增,撑于铜球之内,无处可去,其力必大。然究竟多大,需以实验测之。或许……可于铜球喷管处,设法测量其推力?”
赵玄默立刻接口:“既涉测量,便需算学。可先设定不同水量、不同火候(炭火多寡、时间长短),测量每次能驱动叶轮转动之圈数,或……在喷管对侧置一标尺与弹簧(或重物),看其能将重物推起多高,以此间接推算力之大小。此中变化,需记录成表,寻找规律。”
章焕则从材料和制造角度考虑:“水沸化汽,其力甚大,恐非寻常铜铁所能久持。需选上等精铜,甚至尝试不同配比之合金,以增其强韧。这铜球与各处接缝,尤其阀门、喷管接口,需严密合缝,否则漏汽,力必大减。如何密封,乃是难题。或许可尝试以铅锡之属,或软木、浸油麻绳,填充缝隙?”
鲁平是木匠出身,对传动和结构更敏感:“此轮转动,若想带动他物,需有轴、有齿。如何将轮之转动,平稳、有力地传递出去?齿轮之大小、齿数、咬合,皆需精密计算与打造。且
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