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歷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,對于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,相當于技術管理層。
朱慈烺又問崇禎︰「父皇,朝鮮的事務具體該怎麼處理?」
「具體分三步走,第一步先控制軍隊,第二步再控制朝鮮的政局,第三步才可以推動大規模移民。」崇禎正要分說時,那邊方以智忽然興沖沖走過來。
「聖上,總裝已經完成了。」方以智作揖說道,「可以下旨試車了。」
「那你還等什麼?」崇禎急切的說道,「趕緊,趕緊點火!」
蒸汽機終于可以點火試車,崇禎便不再關心朝鮮的事。
方以智便立刻回頭高喊道︰「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斤重物作用于一平方米面積產生的壓強。
注︰書中1帕=現實5帕,但是為免混淆,便于閱讀,後面文中仍舊沿用現實中的壓強單位帕,大氣壓仍舊=10萬帕
崇禎這麼做不過是回歸原本的樣子。
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涌入汽缸中,然後推動活塞緩緩向前移動,通過連桿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呼起來。
崇禎雖沒有歡呼,但是嘴角的笑意也是掩不住,因為只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,這里只是引用
這個很容易計算,1帕斯卡等于1牛頓作用在一平方米表面的壓強。
這台蒸汽機的活塞面積為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。
那麼7.2萬牛頓的推動力意味著什麼?
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。
只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,只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!
只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,理論上就只能承受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!」
崇禎便只能放棄,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制終究還是沒有那麼順利。
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,「看看活塞在往復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。
「那為什麼現在卡住了呢?」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?」崇禎听到這也反應過來,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,而汽缸則只有內壁被加熱,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,這沒有什麼好辦法。」帕斯卡說道,「只有磨小活塞尺寸,加大活塞與汽缸之間的間隙余量,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,加大間隙後或許就只能推動兩三萬斤。」
崇禎皺眉道︰「難道就不能增加汽缸內壁還有活塞表面的光滑度嗎?」
「當然可以。」帕斯卡點頭說,「如果汽缸內壁和活塞表面能夠做到絕對光滑,那麼只需很小的間隙也不會卡住,然而這只是理論上的,實際上卻是辦不到的,因為要想把一個巨大的圓柱面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麼長時間,主要就是打磨汽缸的內壁、活塞還有連桿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。
對于手工打造,最難的就是大尺寸表面的打磨,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面,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面和活塞外表面。」
「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,崇禎便不免又長嘆了一口氣。
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。