第七十八章 成功
虽然锅炉的炉火熄灭了,但锅炉内部的压力还在,所以大量蒸汽并没有马上消散,足足过了有半个时辰,锅炉内部的蒸汽冷却,赵福祥等人才看清蒸气室的模样。
从外表看蒸气室并没有什么异样,但走进去就不一样了,中间的汽轮机外壳被炸出个大洞,铁质轴承也移动了位置,在砖墙上撞出一个窟窿。
赵志宽上前看了看叶轮,里面的三组叶片基本上都碎了,赵福祥拿起一片碎片看了看,问道:“爸,这是怎么回事?”
赵福祥看着墙上密密麻麻插着的木屑,心有余悸的说道:“幸亏这些叶片是木头的,要是铁的可就要出大问题了!”
赵志宽也拿起一片碎片看了看,然后说道:“看这裂痕不应该是材料的问题,你看连叶片最厚的根部都已经裂开,应该是速度太快了!”
同时赵志宽想到刚才尖锐的哨子声,又说道:“刚才那一阵哨子声,应该是轴承转的太快,叶片尖端超过了音速才发出来的声音!”
赵福祥那知道什么超音速,他问道:“爸,那咱们应该怎么办?现在蒸汽机已经到了这个地步,难道咱们退而求其次,在去搞瓦特蒸汽机吗?”
赵志宽并不答话,而是从一个徒弟手中接过纸笔,开始运笔如飞计算起来。
经过简单计算,赵志宽长出一口气说道:“我知道问题出在哪里了,就是叶片!”
赵志宽指着轴承说道:“轴承直径5厘米,叶片长1.5米,如果轴承每分钟转五百转的话,叶片尖部就会达到每秒650米的速度,已经超过音速,刚才那个声音就是叶尖发出来的!”
这个公式很简单,计算出轴承的周长,在算出叶片的周长,得知轴承一分钟多少转后,很快就能算出叶片的速度是多少。赵志宽虽然不知道轴承多少转,但后世热电厂的轴承都能达到每分钟两千转的转速,自己弄得这个简易汽轮机,难道连五百转都达不到吗?
赵志宽估计的与事实差不多,但赵福祥可不管问题出现在那里,他只关心这个汽轮机怎么办?现在他已经为这个汽轮机投入了五百多两银子,还不算刚才给徐六的奖励,赵福祥实在不想看到这些银子打了水漂。
“爸,有没有解决办法?”
赵志宽一笑:“当然有,就是降低蒸汽压力,或者将叶片的长度减少一半,这样也可以降低叶尖速度!”
赵志宽说完又算了一次,然后说道:“如果把叶片的长度减少至0.5米,那叶尖的速度就可以达到300米每秒,并不算超音速,这样叶片就能承受住旋转的压力!”
赵志宽这时候还没抓到问题的重点,叶片断裂是因为共振,与超音速并没有太大关系,后世汽轮机叶尖的速度可以达到两三倍音速,也没见那个断裂。但是降低速度确实可以缓解共振,不过这样动力就会受到损失。不过在增加两组叶片也可以解决动力损失的问题,那就要重新设计轴承与外壳,时间实在来不及。
赵福祥想了想问道:“爸,你们还有备用零件吗?”
赵志宽点头:“当然有,当时叶片预备了很多,为的就是害怕实验失败,你准备减少叶片的长度?”
赵福祥合计一下:“爸,糖厂那边实在需要蒸汽机,还有这边砖头也需要大批生产,不行就先这么应急用着,等以后在改进吧!”
现在已经二月中旬,在有半个月崇祯就要上吊了,自己这边还在为能不能大量生产砖头而努力,进度实在太慢了,赵福祥现在也顾不上什么能源损耗,只要面前这个汽轮机能用就行,其他以后再说吧!
既然赵福祥已经决定凑合用,赵志宽也就不在想着改锅炉了,赶紧招呼手下徒弟们动手,将损坏的叶片换成好的,同时将外壳炸出来的大洞用木板修补上,缝隙处也用桐油加灰泥进行了堵漏。
因为主体结构没有受损,所以很快汽轮机被修复如初,只是两组动轮都被缩减成只有0.5米长,这样动轮与外壳之间就有了空隙,高压蒸汽会顺着空隙跑走。虽然明知道这样会损失动力,但也是没办法,只好等以后再想办法弥补了。
第二次很快点火,赵志宽与赵福祥父子俩也躲了老远,新升任车间主任的徐六在锅炉面前负责,在徐六的指挥下,锅炉点火,很快蒸汽重新经过管道进入蒸汽室。这次很成功,进入蒸汽室后并没有出现奇怪的声音,等汽轮机平稳运行了十分钟,赵福祥才派人进去查看,汽轮机一些正常,只是屋中的蒸汽太多了,温度也很热。
正常的汽轮机,蒸汽经过最后一组叶轮后,温度会降到室温,这样就不会损失动力,现在满屋都是蒸汽,温度足有四十多度,自然代表动力损失了。
赵福祥与赵志宽父子二人没有进屋,站在外面看了一会儿,里面那个大家伙除了有些噪音外,一切正常。噪音也是没办法的,毕竟是纯手工打制出来轴承,能将将运转就不错了,还讲什么噪音不噪音。
父子二人看到汽轮机成功了十分高兴,赵志宽带着徒弟将外面准备的飞轮连到飞速旋转的轴承上,这样飞轮转动,也就将动力完美变成了往复力。
汽轮机轴承转的飞快,赵福祥站在远处看了一下,估计每分钟足有二三百转,这么高的速度如果直接连到飞轮上,马上就会导致飞轮损坏。所以赵志宽早已经做好了变速齿轮箱,这个齿轮箱体积足有半米高,里面是两个生铁打制的齿轮,这两个齿轮可是废了赵志宽好几天心血,甚至将渐开线这一后世理论都交给了王铁匠,才搞出来这么一个简单的变速箱。
变速箱一端连接汽轮机轴承,使用铆接将齿轮固定在轴承上,如果汽轮机这时每分钟三百转,想要飞轮达到每分钟三十转的转速,经过公式可以得知:减速比=输入转速÷输出转速,带入数据可以得到减速比为10,有了减速比就好办,齿轮减速比的计算公式为:减速比=从动轮直径÷主动轮直径,所以从动轮的直径必须是主动轮直径的十倍,才能达到减速比为10的地步。
为了便于制造,所以主动轮的直径弄得很大,但也不能超出太多,毕竟从动轮直径是主动轮的十倍,大型铁质件现在可做不出来。所以经过赵志宽与王铁匠一起努力,将主动轮直径定在了五厘米,齿数为25齿。从动轮的直径就是五十厘米,齿数为250齿,都是主动轮的十倍。
当工人操作从动轮连接上主动轮时,齿轮箱里发出一阵难听的声音,不过好在王铁匠的手艺不错,虽然有几个齿打掉了,但并不影响使用。齿轮连接上带动外面的飞轮开始旋转,看到自己历时半个月,终于成功的汽轮机,赵志宽高兴的像个孩子。
看到父亲高兴,赵福祥也很高兴,直接赏了赵志宽的徒弟每人一两银子,工人每人五钱银子。
赵志宽高兴的说道:“儿子,你知道吗?经过我的计算,这台汽轮机大概可提供120匹马力,换算成功率就是88千瓦时,也就是88度电,这是一分钟的发电量,换算成日,已经够给一个千人小镇供电了!如果在经过改进,我有信心将功率增大一倍,这样带动三台制砖机完全没有问题。”
后世赵福祥的大众轿车就有160马力,没想到面前这个大家伙竟然都比不上自己的轿车马力大,赵福祥不免心中有些鄙视,不过看到自己老子这么高兴,还是顺着老头子的意思恭维了几句。
“老爸真厉害!现在是不是可以给咱们的手机电脑充电了?”
赵家人带来的各种电器都已经没电了,汽车的汽油也在半个月前就已经用光,虽然大家都已经习惯明代的生活,但还是渴望能用上电的。
赵志宽哈哈笑道:“区区那些电器算什么,等你老子有空将汽车上的发电机拆下来,用里面的铜丝做一个直流发电机,提供整个白沙村用电都不在话下,更不用说那些电器了!”
赵志宽突然想到了电脑,这半个月电脑没有电,所有计算都需要自己亲自动手笔算,虽然赵志宽的底子很扎实,但退休这么多年,那些公式早就忘了,有些公式还要一点点重新推出来,如果电脑有了电,马上就可以查到公式,同时还可以马上得到结果,实在比现在方便多了。
看着老头子高兴,赵福祥借机说道:“爸,您能不能抽个时间再做个锅炉,糖厂那边用木柴熬糖太慢不说,还费燃料,如果有了高压蒸汽就不一样了,可以快速的用蒸汽烘干白糖,也不会有什么损耗了!”
汽轮机的成功让赵志宽十分兴奋,他点头说道:“没问题,正好第一个锅炉有些缺陷,明天我就动手设计第二个,十天后就能给你成品!不过我这面生铁不够了,你还要采购生铁过来!”
赵福祥高兴的点头答应,问道:“爸,您需要多少生铁?”
赵志宽想了想说道:“先来五十吨吧!”
“啥,五十吨?”
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从外表看蒸气室并没有什么异样,但走进去就不一样了,中间的汽轮机外壳被炸出个大洞,铁质轴承也移动了位置,在砖墙上撞出一个窟窿。
赵志宽上前看了看叶轮,里面的三组叶片基本上都碎了,赵福祥拿起一片碎片看了看,问道:“爸,这是怎么回事?”
赵福祥看着墙上密密麻麻插着的木屑,心有余悸的说道:“幸亏这些叶片是木头的,要是铁的可就要出大问题了!”
赵志宽也拿起一片碎片看了看,然后说道:“看这裂痕不应该是材料的问题,你看连叶片最厚的根部都已经裂开,应该是速度太快了!”
同时赵志宽想到刚才尖锐的哨子声,又说道:“刚才那一阵哨子声,应该是轴承转的太快,叶片尖端超过了音速才发出来的声音!”
赵福祥那知道什么超音速,他问道:“爸,那咱们应该怎么办?现在蒸汽机已经到了这个地步,难道咱们退而求其次,在去搞瓦特蒸汽机吗?”
赵志宽并不答话,而是从一个徒弟手中接过纸笔,开始运笔如飞计算起来。
经过简单计算,赵志宽长出一口气说道:“我知道问题出在哪里了,就是叶片!”
赵志宽指着轴承说道:“轴承直径5厘米,叶片长1.5米,如果轴承每分钟转五百转的话,叶片尖部就会达到每秒650米的速度,已经超过音速,刚才那个声音就是叶尖发出来的!”
这个公式很简单,计算出轴承的周长,在算出叶片的周长,得知轴承一分钟多少转后,很快就能算出叶片的速度是多少。赵志宽虽然不知道轴承多少转,但后世热电厂的轴承都能达到每分钟两千转的转速,自己弄得这个简易汽轮机,难道连五百转都达不到吗?
赵志宽估计的与事实差不多,但赵福祥可不管问题出现在那里,他只关心这个汽轮机怎么办?现在他已经为这个汽轮机投入了五百多两银子,还不算刚才给徐六的奖励,赵福祥实在不想看到这些银子打了水漂。
“爸,有没有解决办法?”
赵志宽一笑:“当然有,就是降低蒸汽压力,或者将叶片的长度减少一半,这样也可以降低叶尖速度!”
赵志宽说完又算了一次,然后说道:“如果把叶片的长度减少至0.5米,那叶尖的速度就可以达到300米每秒,并不算超音速,这样叶片就能承受住旋转的压力!”
赵志宽这时候还没抓到问题的重点,叶片断裂是因为共振,与超音速并没有太大关系,后世汽轮机叶尖的速度可以达到两三倍音速,也没见那个断裂。但是降低速度确实可以缓解共振,不过这样动力就会受到损失。不过在增加两组叶片也可以解决动力损失的问题,那就要重新设计轴承与外壳,时间实在来不及。
赵福祥想了想问道:“爸,你们还有备用零件吗?”
赵志宽点头:“当然有,当时叶片预备了很多,为的就是害怕实验失败,你准备减少叶片的长度?”
赵福祥合计一下:“爸,糖厂那边实在需要蒸汽机,还有这边砖头也需要大批生产,不行就先这么应急用着,等以后在改进吧!”
现在已经二月中旬,在有半个月崇祯就要上吊了,自己这边还在为能不能大量生产砖头而努力,进度实在太慢了,赵福祥现在也顾不上什么能源损耗,只要面前这个汽轮机能用就行,其他以后再说吧!
既然赵福祥已经决定凑合用,赵志宽也就不在想着改锅炉了,赶紧招呼手下徒弟们动手,将损坏的叶片换成好的,同时将外壳炸出来的大洞用木板修补上,缝隙处也用桐油加灰泥进行了堵漏。
因为主体结构没有受损,所以很快汽轮机被修复如初,只是两组动轮都被缩减成只有0.5米长,这样动轮与外壳之间就有了空隙,高压蒸汽会顺着空隙跑走。虽然明知道这样会损失动力,但也是没办法,只好等以后再想办法弥补了。
第二次很快点火,赵志宽与赵福祥父子俩也躲了老远,新升任车间主任的徐六在锅炉面前负责,在徐六的指挥下,锅炉点火,很快蒸汽重新经过管道进入蒸汽室。这次很成功,进入蒸汽室后并没有出现奇怪的声音,等汽轮机平稳运行了十分钟,赵福祥才派人进去查看,汽轮机一些正常,只是屋中的蒸汽太多了,温度也很热。
正常的汽轮机,蒸汽经过最后一组叶轮后,温度会降到室温,这样就不会损失动力,现在满屋都是蒸汽,温度足有四十多度,自然代表动力损失了。
赵福祥与赵志宽父子二人没有进屋,站在外面看了一会儿,里面那个大家伙除了有些噪音外,一切正常。噪音也是没办法的,毕竟是纯手工打制出来轴承,能将将运转就不错了,还讲什么噪音不噪音。
父子二人看到汽轮机成功了十分高兴,赵志宽带着徒弟将外面准备的飞轮连到飞速旋转的轴承上,这样飞轮转动,也就将动力完美变成了往复力。
汽轮机轴承转的飞快,赵福祥站在远处看了一下,估计每分钟足有二三百转,这么高的速度如果直接连到飞轮上,马上就会导致飞轮损坏。所以赵志宽早已经做好了变速齿轮箱,这个齿轮箱体积足有半米高,里面是两个生铁打制的齿轮,这两个齿轮可是废了赵志宽好几天心血,甚至将渐开线这一后世理论都交给了王铁匠,才搞出来这么一个简单的变速箱。
变速箱一端连接汽轮机轴承,使用铆接将齿轮固定在轴承上,如果汽轮机这时每分钟三百转,想要飞轮达到每分钟三十转的转速,经过公式可以得知:减速比=输入转速÷输出转速,带入数据可以得到减速比为10,有了减速比就好办,齿轮减速比的计算公式为:减速比=从动轮直径÷主动轮直径,所以从动轮的直径必须是主动轮直径的十倍,才能达到减速比为10的地步。
为了便于制造,所以主动轮的直径弄得很大,但也不能超出太多,毕竟从动轮直径是主动轮的十倍,大型铁质件现在可做不出来。所以经过赵志宽与王铁匠一起努力,将主动轮直径定在了五厘米,齿数为25齿。从动轮的直径就是五十厘米,齿数为250齿,都是主动轮的十倍。
当工人操作从动轮连接上主动轮时,齿轮箱里发出一阵难听的声音,不过好在王铁匠的手艺不错,虽然有几个齿打掉了,但并不影响使用。齿轮连接上带动外面的飞轮开始旋转,看到自己历时半个月,终于成功的汽轮机,赵志宽高兴的像个孩子。
看到父亲高兴,赵福祥也很高兴,直接赏了赵志宽的徒弟每人一两银子,工人每人五钱银子。
赵志宽高兴的说道:“儿子,你知道吗?经过我的计算,这台汽轮机大概可提供120匹马力,换算成功率就是88千瓦时,也就是88度电,这是一分钟的发电量,换算成日,已经够给一个千人小镇供电了!如果在经过改进,我有信心将功率增大一倍,这样带动三台制砖机完全没有问题。”
后世赵福祥的大众轿车就有160马力,没想到面前这个大家伙竟然都比不上自己的轿车马力大,赵福祥不免心中有些鄙视,不过看到自己老子这么高兴,还是顺着老头子的意思恭维了几句。
“老爸真厉害!现在是不是可以给咱们的手机电脑充电了?”
赵家人带来的各种电器都已经没电了,汽车的汽油也在半个月前就已经用光,虽然大家都已经习惯明代的生活,但还是渴望能用上电的。
赵志宽哈哈笑道:“区区那些电器算什么,等你老子有空将汽车上的发电机拆下来,用里面的铜丝做一个直流发电机,提供整个白沙村用电都不在话下,更不用说那些电器了!”
赵志宽突然想到了电脑,这半个月电脑没有电,所有计算都需要自己亲自动手笔算,虽然赵志宽的底子很扎实,但退休这么多年,那些公式早就忘了,有些公式还要一点点重新推出来,如果电脑有了电,马上就可以查到公式,同时还可以马上得到结果,实在比现在方便多了。
看着老头子高兴,赵福祥借机说道:“爸,您能不能抽个时间再做个锅炉,糖厂那边用木柴熬糖太慢不说,还费燃料,如果有了高压蒸汽就不一样了,可以快速的用蒸汽烘干白糖,也不会有什么损耗了!”
汽轮机的成功让赵志宽十分兴奋,他点头说道:“没问题,正好第一个锅炉有些缺陷,明天我就动手设计第二个,十天后就能给你成品!不过我这面生铁不够了,你还要采购生铁过来!”
赵福祥高兴的点头答应,问道:“爸,您需要多少生铁?”
赵志宽想了想说道:“先来五十吨吧!”
“啥,五十吨?”
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