带着机器狗去唐朝 第396章 蒸汽机的原理

许多技术的产生，其实充满了偶然性。

原始的蒸汽机在几百年前就产生了，但是产生后并没有引起重视，一直过了一千多年才产生了重大改良。

这个其实不是因为在这一千多年里，技术没有办法实现蒸汽机的改良，而是这一千多年里，社会对蒸汽机这种机械的需求其实不是很高。

需求不高，自然就不会有人重视，要谈改良谈何容易。

但是现在大唐不一样了，不管是开采煤矿用来制作蜂窝煤，还是挖掘石灰石矿用来制作水泥，亦或是铁矿石的挖掘，都因为张华的到来而发生了变化。

蜂窝煤已经成为长安城乃至大唐主要的城市最主要的燃料，木材虽然没有完全被淘汰，但是家中但凡有些资产的都不会去使用了，也就是郊外的乡村地区还有一些自给自足的农户在使用。

因为对于长安城里的这些居民来说，买蜂窝煤比买木材划算。

而对于城外的村民来说，去山上砍柴卖的钱还不如去作坊做工挣得多。

每个人心中都有一杆称，都会计算利益得失。

很明显上山砍柴不是一个有利可图的事情，自然做的人就少了，也就是靠山吃山的村民砍柴用来自己烧还有一些意义。

城市对资源的消耗是巨大的，没有了长安、洛阳、太原这些大城市对木柴、木炭的需求，中原地区的森林覆盖率应该会比历史上好很多吧。

大唐以及之前的几百年，关中地区都是富饶、资源丰富、绿化很好的地方，但是到了后世，这一片就变成了黄土高坡了。

水土流失非常的厉害，森林覆盖率很低，除了一些深山上还有大树，城市附近已经找不到什么像样的树林了。

就连黄河也因为水土流失的原因变得更加黄了。

这也算是张华的一个贡献吧。

现在准备开发蒸汽机，也是因为挖矿实在不是一个轻松舒服的活，需要的人手很多，工作环境又很差，最关键的是生产效率还不高。

这两年由于煤矿、石灰石矿都还是开采的地表矿为主，这个问题还不是那么的明显。

以后要到地下采矿的时候，对机械的需求将进入到一个新的台阶。

从现在开始研发蒸汽机，按照张华的设想，初始版本的应该在一两年内就可以出来，三四年后搞出可以大规模推广的其实也不是不可能。

毕竟早期的蒸汽机其实并不是多么高端大气上档次的东西，技术难度也没有大家想象的高。

当然，对于现在的大唐来说，还是有一些挑战性的。

“师父，你的意思是让蒸汽机和水车一样，用来驱动设备工作？”

李泰快速的消化了张华的话，并且提出了自己的问题。

“没错，水车固然不错，但是限制还是很多。不用说其他的，这水车离开了水源，根本就没有办法工作；并且由于水流的限制，水车能够带动的机械也受到了很大的限制。像是炼铁作坊新开发的轧制机械，就要五台水车一起才能带的动，使用起来很是不便。”

水车在互助村乃至大唐都已经是得到了普遍的使用，不过其他地方主要是用来抽水，互助村是主要用来辅助各家作坊。

“确实是，前几天我还在和阿牛探讨能不能制作更大的水车。但是沣河的水流就只有那么大，做的太大的话根本就带不起来。师父，按照你的意思，难道蒸汽机可以带动大型的机械？”李泰说着说着就眼前一亮。

“当然，你想一下，蒸汽机是根据蒸汽提供的动力带运动的。我们只要让蒸汽不断的变大，那么同等情况下可以提供的力量就越大，可以推动的设备自然就越大。”

“师父，这个气缸还有气缸内的那个什么活塞的作用是什么呢？”

李泰已经不自觉的从后排走到了前排，盯着黑板上张华挂着的那副草图提着问题。

“气缸和活塞是我设计的蒸汽机的一个核心部件，你们看，蒸汽从锅炉里出来，推动活塞在气缸之内做反复运动。”张华看到李泰对这个蒸汽机提起了兴趣，也不管其他的学生能不能听懂了，开始给李泰答疑解惑。

“通过连杆带动旁边的飞轮旋转，将往复运动变为圆周运动，而飞轮反过来又带动换向阀，改变活塞两次的进气与排气关系，实现机械自动换向，来维持蒸汽机的连续运行。”

张华的这番话，放在后世自然是很多人都能够轻易的理解，但是现在的讲堂内，能够够听懂并快速消化的绝对不会超过十个。

李泰作为张华看过的物理上最有天赋的人，自然不会让张华失望。

“师父，按照你这么说的话，那么这个换向阀应该也是和气缸、活塞一样是非常重要的部件了，看起来有点难做的样子。”

李泰一下就找到了重点。

“没错，这个换向阀是一个难点，要研发这个蒸汽机出来，换向阀是一个关键。”

“伯爷，我有一个疑问。这锅炉烧出来的蒸汽带动气缸内的活塞转动的话，速度应该会很快。我们现在的机械作坊在制作机械的时候就发现，构件之间运动速度很快的话，对于构件的磨损是非常大的，这个问题如果不解决的话，那么蒸汽机即使是做出来了也是没法长时间使用呢。”

阿牛作为动手能力超强，技术实力最牛掰的专家，也提出了自己的疑问。

其实阿牛提出来的这个问题就是润滑问题，很多人可能不会关注它，但是却是是一个很容易影响机械运转的问题。

最早的“润滑”概念来自古埃及人。

他们修建金字塔时要搬运巨石，在地上铺设滚木，用人力畜力拖拽。

为了减轻阻碍和摩擦，他们会寻找一些天然的油脂或湿泥。

这个方法看起来很粗糙，但是原理是对的，后世的润滑油也是百变不离其宗。

“阿牛，你说的没有错。后面是试制的时候，你们可以试一试鲸油，也可以考虑从火油里面看看能不能提炼出一些其他的东西出来。”

张华还是像阿牛期待的一样，自己有什么疑问都能得到答复。

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