第七十八章 成功
从外表看蒸气室并沒有什么异样,但走进去就不一样了,中间的汽轮机外壳被炸出個大洞,铁质轴承也移动了位置,在砖墙上撞出一個窟窿。
赵志宽上前看了看叶轮,裡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,這是怎么回事?”
赵福祥看着墙上密密麻麻插着的木屑,心有余悸的說道:“幸亏這些叶片是木头的,要是铁的可就要出大問題了!”
赵志宽也拿起一片碎片看了看,然后說道:“看這裂痕不应该是材料的問題,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,又說道:“刚才那一阵哨子声,应该是轴承转的太快,叶片尖端超過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這個地步,难道咱们退而求其次,在去搞瓦特蒸汽机嗎?”
赵志宽并不答话,而是从一個徒弟手中接過纸笔,开始运笔如飞计算起来。
经過简单计算,赵志宽长出一口气說道:“我知道問題出在哪裡了,就是叶片!”
赵志宽指着轴承說道:“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,已经超過音速,刚才那個声音就是叶尖发出来的!”
這個公式很简单,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,自己弄得這個简易汽轮机,难道连五百转都达不到嗎?
赵志宽估计的与事实差不多,但赵福祥可不管問題出现在那裡,他只关心這個汽轮机怎么办?现在他已经为這個汽轮机投入了五百多两银子,還不算刚才给徐六的奖励,赵福祥实在不想看到這些银子打了水漂。
“爸,有沒有解决办法?”
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,這样也可以降低叶尖速度!”
赵志宽說完又算了一次,然后說道:“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,這样叶片就能承受住旋转的压力!”
赵志宽這时候還沒抓到問題的重点,叶片断裂是因为共振,与超音速并沒有太大关系,后世汽轮机叶尖的速度可以达到两三倍音速,也沒见那個断裂。但是降低速度确实可以缓解共振,不過這样动力就会受到损失。不過在增加两组叶片也可以解决动力损失的問題,那就要重新设计轴承与外壳,時間实在来不及。
赵福祥想了想问道:“爸,你们還有备用零件嗎?”
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,還有這边砖头也需要大批生产,不行就先這么应急用着,等以后在改进吧!”
现在已经二月中旬,在有半個月崇祯就要上吊了,自己這边還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,只要面前這個汽轮机能用就行,其他以后再說吧!
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。
因为主体结构沒有受损,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,這样动轮与外壳之间就有了空隙,高压蒸汽会顺着空隙跑走。虽然明知道這样会损失动力,但也是沒办法,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,很快蒸汽重新经過管道进入蒸汽室。這次很成功,进入蒸汽室后并沒有出现奇怪的声音,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,蒸汽经過最后一组叶轮后,温度会降到室温,這样就不会损失动力,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沒有进屋,站在外面看了一会儿,裡面那個大家伙除了有些噪音外,一切正常。噪音也是沒办法的,毕竟是纯手工打制出来轴承,能将将运转就不错了,還讲什么噪音不噪音。
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,這样飞轮转动,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,這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,這個齿轮箱体积足有半米高,裡面是两個生铁打制的齿轮,這两個齿轮可是废了赵志宽好几天心血,甚至将渐开线這一后世理论都交给了王铁匠,才搞出来這么一個简单的变速箱。
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,如果汽轮机這时每分钟三百转,想要飞轮达到每分钟三十转的转速,经過公式可以得知: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。所以经過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,齿轮箱裡发出一阵难听的声音,不過好在王铁匠的手艺不错,虽然有几個齿打掉了,但并不影响使用。齿轮连接上带动外面的飞轮开始旋转,看到自己历时半個月,终于成功的汽轮机,赵志宽高兴的像個孩子。
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。
赵志宽高兴的說道:“儿子,你知道嗎?经過我的计算,這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,這是一分钟的发电量,换算成日,已经够给一個千人小镇供电了!如果在经過改进,我有信心将功率增大一倍,這样带动三台制砖机完全沒有問題。”
后世赵福祥的大众轿车就有160马力,沒想到面前這個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,不過看到自己老子這么高兴,還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沒电了,汽车的汽油也在半個月前就已经用光,虽然大家都已经习惯明代的生活,但還是渴望能用上电的。
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,用裡面的铜丝做一個直流发电机,提供整個白沙村用电都不在话下,更不用說那些电器了!”
赵志宽突然想到了电脑,這半個月电脑沒有电,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,但退休這么多年,那些公式早就忘了,有些公式還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,同时還可以马上得到结果,实在比现在方便多了。
看着老头子高兴,赵福祥借机說道:“爸,您能不能抽個時間再做個锅炉,糖厂那边用木柴熬糖太慢不說,還费燃料,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,他点头說道:“沒問題,正好第一個锅炉有些缺陷,明天我就动手设计第二個,十天后就能给你成品!不過我這面生铁不够了,你還要采购生铁過来!”
赵福祥高兴的点头答应,问道:“爸,您需要多少生铁?”
赵志宽想了想說道:“先来五十吨吧!”
“啥,五十吨?”
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