第24章 蒸汽机 (第2/2页)
　　
　　“等水烧开后，蒸汽会沿着管道被送到汽缸，经主汽阀和节流阀进入滑阀室推动活塞运动。”
　　
　　“之前的蒸汽机是直线往复运动，所以需要非常长的连杆才能正常运转，这导致同样把蒸汽转化为动能的方式，直线运动的运动范围远高于曲线运动。”
　　
　　“所以想要缩小面积，就要把往复运动化为圆周运动，最好的方式是通过约翰·斯蒂德发明的曲柄传动，但之前由于瓦特拒绝和他分享冷凝器，所以当时我还在瓦特工厂时，提出了一种叫做“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统。”
　　
　　默多克趁着锅炉加热的时候，向约瑟夫解释道。
　　
　　“感谢克里斯，他花了两万英镑从斯蒂德手中购买了曲柄传动，经测量，这种曲柄传动比我提出的齿轮传动做功效率更高。”
　　
　　约瑟夫听得一头雾水，做功效率？测量是什么？这个东西有具体数值么？
　　
　　他虽然是个植物学家，但在皇家科学院院长这个位子也呆了这么些年，接触过英格兰大多数有名望的科学家，但他从未听到过做功功率这个名词。
　　
　　“等等，你们是如何测量做功效率的？”
　　
　　默多克看向克里斯，后者向他点了点头。
　　
　　得到同意的默多克拉过来黑板，取下一页稿纸递给他：“先生，这张纸上的内容可以解答你的疑惑。”
　　
　　约瑟夫接过来，只见上面密密麻麻地写着一些公式和几个简笔图案，他正好开口询问，听到耳边传来熟悉而又尖锐的声音：“拿给我看看。”
　　
　　不知道什么时候，卡文迪许来到约瑟夫身旁，他着了魔一般瞪大眼睛看着约瑟夫手里的那张纸，仿佛女人看到稀世珍宝一般。
　　
　　约瑟夫乖乖地把稿子交出，而且坚定的认为，如果连卡文迪许都看不明白的东西，他一定也搞不清楚。
　　
　　虽然卡文迪许有着诸多古怪的毛病，脾气又不好，但不可否认的是，他是这个圈子里最聪明的人。
　　
　　往常他依托皇家学会，每月会召开一次科学界聚会，而每一次聚会，卡文迪许总会成为聚会上被咨询次数最多的人，不论是化学、数学还是物理，他好像无所不知。
　　
　　但这一次，貌似出了点意外。
　　
　　卡文迪许紧锁眉头，用手指在纸上书书画画，一分钟，三分钟……
　　
　　不知道过了多久，锅炉里开水发出沸腾前的轰轰声，把他的注意力吸引到了蒸汽机上。
　　
　　肉眼可见的白色蒸汽顺着玻璃管进入气缸，随后就看到外面活塞开始上下缓慢运动，旁边的曲柄也跟着做着圆周运动并带动飞轮转动。
　　
　　只见活塞上下运动的速度越来越快，飞轮的转速也随之提升。
　　
　　约瑟夫吃惊地站了起来，走到比他高出一头的蒸汽机面前，他敏锐地意识到，如果这种机器可以量产，会给所有行业带来的冲击。
　　
　　近代蒸汽机的原理：利用水蒸汽进入气缸内推动活塞做往复直线运动，然后降温冷却使水蒸汽冷凝液化，产生真空，真空与大气压的压力差使得活塞回位。这样重复使得活塞往复直线运动，实现不间断的机械驱动。
　　
　　最早是由法兰西人丹尼斯·帕潘于1690年设计出活塞式蒸汽机的模型，不过，此人更被人耳熟能详地发明是高压锅，而且他为防止高压锅爆炸又设计出安全阀。
　　
　　就这样，高压锅走进了千千万万的家庭，并一直沿用至今。
　　
　　1698年，英格兰军事机械工程师，托马斯·萨弗里发明第一台适用于矿井抽水的无活塞式蒸汽泵。
　　
　　萨弗里蒸汽泵作为一种低扬程的抽水机，还是比较成功的。它不仅用于矿井抽水，还被用于大型建筑供水，以及把水抽往高处给水车提供水源。
　　
　　这是蒸汽机械的第一次成功实践应用，萨弗里也获得了英国“矿工之友”的专利。
　　
　　1712年，铁匠门徒，小学毕业的英格兰人托马斯·纽可门在达德利城堡建造了他的第一台蒸汽机，这种蒸汽机被称为纽可门蒸汽机。
　　
　　英国北部的矿厂因越挖越深，积水淹没了煤矿，矿厂濒临绝境，纽可门蒸汽机的出现拯救了他们。纽可门蒸汽机无可争议地占领市场长达60多年。
　　
　　但，纽可门蒸汽机热效率仍然很低，只有0.5%，经斯米顿改进后能达到1.4%。
　　
　　消耗煤炭较多，每天需要50匹马来运送煤炭，而且安装一台需要约1500英镑，这是一笔很大的资金支出，对于大型企业还是可以接受的。
　　
　　但要全面推广应运用很难深入下去。
　　
　　毕竟，1682年法国国王为给凡尔赛提供水源建造了巨大的马尔利水车，潜在功率达到92千瓦，实际运行功率不低于55千瓦。
　　
　　可见此时，要蒸汽机完全代替水车是不可能的。
　　
　　瓦特蒸汽机煤耗量不到其他蒸汽机的三分之一，且就输出功率而言，其比纽可门蒸汽机并没有优势，主要还是在于效率高，节省煤炭。
　　
　　但后来他不断改进蒸汽机，让瓦特蒸汽机摆脱了蒸汽机基本只能用于抽水的局面，蒸汽机作为一种动力输出的原动机屹立于工业市场。
　　
　　但，现在不一样了。
　　
　　“这台机器的做功效率比瓦特蒸汽机的效率高出20%左右。”克里斯的话在约瑟夫耳边炸开，让他头晕目眩。
　　
　　这么占地面积只有三平米，高不过两米的小玩意比瓦特蒸汽机的效率还高？
　　
　　约瑟夫觉得自己的世界仿佛要被她这句话颠覆，不过，克里斯话里的数字引起了他的注意。
　　
　　他疑惑地看着克里斯：“你们怎么能确定效率正好高出20%。”
　　
　　轰轰作响的蒸汽机也吸引卡文迪许的注意力，他盯着纸上的公式，又听到克里斯的话语。
　　
　　他把写满了公式的稿纸举了起来，在煤气灯的照耀下，公式仿佛活了一般在他心里、眼里乱窜。
　　
　　他像是自言自语，又像是回答约瑟夫的问题：“W=FS？P=W/T？”