第288章 造蒸汽機和海船
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趙炎粗略回顧了一下工業史。
1776年，瓦特就製造出了第一台具有實用價值的改良型蒸汽機。
採用的是砂型鑄造，鏜床加工。
1850年前後，世界上才出現了第一台離心鑄造機。
中間相差了七十多年。
蒸汽機的製造產業鏈早就成熟了。
即便離心鑄造管，可以製造蒸汽機，也沒有人會花錢，輕易換賽道。
珩磨機更是要在1930年前後，才開始出現。
大規模普及，要到1950年代。
而1897年，蒸汽輪機就出現了。
此後蒸汽輪機就開始大規模取代蒸汽機。
到了1950年代，珩磨機普及的時候，全世界的蒸汽機產量，已經接近零。
何況趙炎的要求也不高。
瓦特改進的那台蒸汽機有一毫米的誤差，百分之三的熱效率。
採用離心鑄造、珩磨工藝的蒸汽機，只要不比瓦特蒸汽機差太多就行。
趙炎感覺應該沒有太大問題。
內燃機使用珩磨工藝後，摩擦普遍可以降低五成左右。
熱效率可以提高百分之五左右。
發動機缸壽命從十萬公里級，直接提升至二十到五十萬公里級。
內燃機活塞每秒往返次數，基本都是幾十次起步。
蒸汽機活塞每秒往返次數，不會超過一次。
蒸汽機氣缸內的最高溫度，只有內燃機的十分之一。
自然界中大部分油的沸點都高於兩百度。
內燃機缸體內的工況，比蒸汽機缸體內的工況惡劣多了。
內部同樣採用網紋結構，形成的潤滑油膜。
蒸汽機氣缸應該會比內燃機更加穩定。
珩磨應用到蒸汽機上的效果只會更好。
加工方面也更加簡單。
珩磨頭與工具機主軸之間採用浮動連接。
加工的時候，主軸不用跟蒸汽機缸硬碰硬。
原歷史上，威爾金森鏜床加工瓦特蒸汽機的時候。
為了保證加工精度、穩定性、圓度。
防止鏜床加工蒸汽機內壁時候，出現鏜杆震動。
最終在氣缸內壁上，留下大片波形紋的情況。
採用了空心鏜杆，蒸汽機缸轉動，鏜杆不轉等一系列設計。
而珩磨機頭與氣缸壁之間則乾脆沒有剛性接觸，保證了加工時候的穩定性。
將來有了蒸汽機，再做鏜床，也能簡單很多。
說干就干！
趙炎開始做計劃。
這個蒸汽機缸壁要儘量做的薄一些。
重量輕，轉起來需要的動力就不會很大。
而且壁厚越大，金屬液層間相對滑動越大。
達到同樣的鑄造後果，需要的轉速越高。
當然了，蒸汽機缸壁薄了，強度就會很差。
這方面他們可以學習後世內燃機的做法，把這層薄壁也當做缸套用，裝在一個更厚的缸體裡。
將來缸套磨損之後，再換一個缸套就行。
不用換整台蒸汽機，使用成本會大幅降低。
這個外層缸體的精度，就不用要求很高了。
直接使用砂型鑄造就行。
趙炎準備先造直徑兩百毫米、三百毫米的蒸汽機缸套各一個，試試效果。
離心鑄造必須在旋轉的時候，保證金屬液克服重力形成完整圓筒形。
防止液態鐵轉到頂部的時候滴落，形成「雨淋」現象。
根據初中物理，就能算出來鑄造直徑兩百毫米的蒸汽機缸套。
離心機最低轉速應該是每分鐘六百五十轉。
鑄造直徑三百毫米的蒸汽機缸套，最低轉速應該是每分鐘五百四十轉。
不過轉速更高，鑄件內壁可以更加光滑，圓度會更好。
趙炎覺得把轉速定到每分鐘九百到一千轉，應該可以得到不錯的結果。
珩磨機方面可以直接在砣機上改。
把工作軸由水平，改為垂直。
珩磨頭使用多砂條設計。
蒸汽機的製造難題，除了蒸汽機本身，鍋爐的製作也是一個大難題。
鍋爐的話，有火在管道外，水在管道內的水管鍋爐。
還有水在管道外，火在管道內的火管鍋爐。
趙炎選擇了水管鍋爐。
水管鍋爐不用造大型的壓力容器，製造難度相對較低。
二十一世紀，全世界各大熱電廠、化工廠使用的大型鍋爐，清一色的水管鍋爐。
將來沿著這條技術路線，用上一千年，也不會過時。
而且水管鍋爐是水在一個個水管中氣化。
水管外面就是火。
即便爆炸也只是一根管子單獨炸。
不會像火管鍋爐似的，炸得驚天動地。
那些穿越後，同樣打算造蒸汽機的朋友，可以優先考慮水管鍋爐。
製造無縫鋼管的技術也簡單。
先鍛造一根鐵棒，做鐵芯。
把一塊低碳鋼，鍛造成圓柱形，燒紅之後穿孔，然後再鍛打拉長。
這是一個很耗時的工作。
等蒸汽機造出來，就能獲得可靠的動力。
到時候，趙炎造一個二輥斜軋穿孔機或者是軋管機，機械化生產無縫鋼管。
至於管路的連接問題。
直接做脹管機的技術難度有些大，那就用最原始的辦法——鍛焊。
把管路留出一截，燒紅軟化之後砸成一體。
之前製造角鋼的時候，加硼砂鍛焊的技術已經非常成熟。
造出蒸汽機就要派上用場。
煤礦那邊的深度還只有十幾米深，提水還用不到蒸汽機。
造火車的話，得等他們擺平趙官家，拿到大片土地再說。
那就只能用到船上了。
穩妥起見應該先在內河漕船上做實驗。
積累經驗後，再搬到海船上。
趙炎在徐州也有自己的民船坊。
可是在內河試驗蒸汽機，黑煙實在太顯眼。
跑不了兩趟，開封府趙官家可能就知道了。
一旦他們確定蒸汽機的作用，蒸汽機也就跟民用無關了。
趙炎也要進都作院當牛做馬了。
他的子孫將來「私造」蒸汽機，可能都會被活活打死。
還是得放到海上試驗。
大宋能造海船的地方，只有福建路福州、泉州、漳州、興化軍四州軍。
兩浙路杭州、明州————
南方必須排除。
那裡離徐州太遠，蒸汽機運過去不方便。
最好能在北方，找一個離他們近的地方造船。
北方目前只有一個地方能光明正大地造海船，那就是密州。
海州雖然也臨海，但海州不是朝廷對外貿易的港口，沒有市舶司，不能明目張胆地造海船。
時間很快到了二十號，郭家父子來趙家鐵匠鋪打鐵，趙炎跟趙則平布置好工作，讓他跟郭家父子商量手搓無縫鋼管的事。
他自己則去了陳家鐵匠鋪。
周到離開後，仍然由厲旺教導他們武藝。
不過周到目前不在周家鐵匠鋪，他們三個大男人，再去周家鐵匠鋪就不防備了。
趙炎和陳鳳同時向厲旺行了一禮————
一天的訓練結束，三人去趙炎家裡吃了飯。
趙炎派了馬車送厲旺回去。
臨上車的時候，趙炎跟陳鳳說了造海船的事。
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