解開纜索後,兩組船員分別去了船頭和船尾,各操起一柄大櫓,將船推離了碼頭。
櫓是一種中國特色的操船工具,由槳演化而來,兼具槳和舵的作用。它的原理類似於魚類的擺尾,在低速條件下,是效率最高的推進工具。當初,來自後世的股東們沒有見過這東西,對其很不以為然,然而試過之後很快被它折服,之後基本每艘船上都會備上幾具。長條狀的櫓掛在舷邊不占空間和噸位,但需要小範圍挪動的時候可以發揮很大的作用,甚至能完成原地轉身這樣的高難度動作,在港區活動的時候尤為方便。極端情況下,要是舵壞了,還能用櫓應急一下,總之是非常實用的一種寶貝。
過了一會兒,船劃出了淺水區,秦晉看時機差不多了,就從艦橋上探出頭去,對著後麵底艙中的幾個工程師大喊了一聲:“好了,開車吧!”
他剛收回頭來,陳文就吐槽起來:“等等,秦兄,你們就這麽指揮的?就這麽隨便喊兩嗓子,也太草台班子了吧,將來底艙一封,你怎麽辦?”
秦晉不耐煩地擺擺手:“這剛開頭,不就是草台班子嗎?後麵自然會上指令係統的,急什麽。之前電信組來問過船的進度,我趁機就把這部分塞給他們了,也別什麽都想著讓我搞定。”
他們討論著有的沒的,而動力單元中的人已經忙碌起來了。
鍋爐艙中,一個三級工程師檢查了一下各項儀表,然後在一個表示工況的轉盤上把指針轉到了“1”的位置上;旁邊兩個二級工緊接著就上去打開了圓筒鍋爐底下的爐膛,確認了一下裏麵的煤炭和灰渣數量,就往裏麵撒了一點煤粉,又用打火機點燃了一塊木頭扔進去引燃起來。
煤炭逐漸燃燒,產生的濃濃黑煙先是沿著爐排一路向後,熏烤了一遍圓筒鍋爐的底部,又在後部轉入圓筒內部的兩個小煙道之中,向前走了一遍回頭路,用餘熱繼續加熱鍋爐內部的水,最後才向上排入煙囪之中。片刻之後,黑煙就從煙囪中冒了出來,股東們饒是已經帶上了口罩,也忍不住向後躲避了過去。
呃,機器並沒有因此動起來,而是一直燒了許久,兩個鍋爐工不時查看一眼爐膛,好幾分鍾才添一鏟子進去。兩人因紀律約束不敢聊天,隻能眼巴巴地看著鍋爐上的儀表,而上麵的數值也沒多大變化,真是又熱又無聊。過了好幾十分鍾,直到上麵幾個大佬從日本聊到了別失八裏都快有些不耐煩了,蒸汽壓力才達到了足夠的水平,可以開動了。
三級工程師靈活地從走廊鑽進了動力艙裏,跟領頭的一個穿著金邊製服的四級工程師匯報了一下,後者又對著秦晉喊了一聲,得到確定答複後,才帶手下們動了起來……
其實也沒什麽需要操作的,隻要打開閥門,讓蒸汽通過來,然後喊兩個人把飛輪順時針一轉,主軸帶動正時用的曲軸-連杆控製四個氣缸的氣門有節奏的開閉,蒸汽依次流入不同氣缸中,機器就動起來了。
陳文看到這個場景,又吐槽起來:“秦兄,你們這麽操作是不合規的,太危險了!人就在飛輪旁邊,船上又這麽晃,萬一卷進去怎麽辦?”
秦晉說道:“我知道,不過這不還沒完全體嗎?等到甲板封閉之後,這上麵會加一個操作台,所有機械操作都間接進行,但現在不是沒有麽,隻能先湊合了……好了,抓緊了,要動了!”
飛輪轉速越來越快,等達到了每分鍾三十轉後,工程師便不再繼續加大通氣量,而是準備開車了。兩人按著接駁杆往下一壓,鐵力木傳動軸的一個軸套便向前運動,頂部的摩擦片與飛輪接駁,被飛輪帶著轉動起來。而這麽一轉,軸套中的一處凹槽便自然滑到了軸上的一處卡榫上,兩者之間的位置關係被固定下來。如此,蒸汽機帶動飛輪,飛輪帶動軸套,軸套帶動傳動軸,傳動軸帶動螺旋槳,螺旋槳攪動水流,推動整艘船動了起來。
“哈哈,動了,動了!”雖然加速度極為輕微,但看到船身在不掛帆不搖櫓的情況下與周圍的水體發生了相對運動,陸平還是忍不住叫了出來,眼眶中甚至還泛出了晶瑩的淚花。
這一刻,難聞的煤煙味和腳下微微的振動已經不算什麽了,甚至說,這些缺點反而是工業的象征,是力量的象征!
隨著螺旋槳的推動,船體不斷加速,離心式速度計上的指針不斷上升,最終停留在五節的速度上不變了。
“五節!”梁恩不禁感歎了起來:“雖然並不快,但這是無視風向的五節!就算隻有五節,意義也足夠重大了!想想之前的人力船,累死累活,也隻能蹬出這麽個速度來。”
秦晉哈哈一笑,說道:“不止呢,這才是一級工況。等到了深水區,功率全開,能上七節還多!接下來再優化一下,八節也不是不可能!”
梁恩激動地拍了拍欄杆:“那真不錯,比遠洋帆船的平均航速都快了!不過跑七八節的話,耗煤可不少吧?”
秦晉搖了搖頭:“是不少,不過也不算多,一小時也就一百五十公斤吧,船上隨便載個幾噸,就夠跑一整天了。”
梁恩一愣:“按這麽說,七節能跑一整天的話,那不是三百多公裏了,再多裝點煤都能跑去崇明了,那這船就很有用了啊。”
秦晉苦笑了一下,說道:“不,還不行。相比煤的消耗,水可是更大的問題。燒一噸煤,差不多得消耗十噸水,這艘小船可裝不了多少水啊。”
梁恩聽了,眉頭也皺了起來。
“那不就是水嗎?”這時候,陸平插嘴了。他指著後麵船艙向上洶湧排出的白色水汽,也就是進入汽缸做功一次後直接排放到大氣中的水蒸氣凝結時產生的水霧,說道:“就這麽直接排放了多浪費啊,為什麽不裝個冷凝器收集起來呢,那不就解決用水的問題了?”
“是啊,”梁恩也發現了這個問題,“把水循環利用起來不就好了?”
秦晉哈哈一笑,又搖了搖頭,說道:“你們想得太簡單了,把水蒸氣冷凝成水可比把水燒成水蒸氣麻煩多了……陳文,你給他們講吧!”
陳文正在觀察蒸汽機的運行情況,被他這麽一喊,不情願地轉回頭來,說道:“是這樣的,燒煤是個化學反應,反應效率很高,所以一個小爐子就足夠煮水了。但冷凝是個物理變化,需要很大的麵積用來熱交換,才能把同等的水蒸氣冷凝成水。而想要大麵積,就需要大量的很細的管道,我們可沒那技術——要是有的話,早就出水管鍋爐了。如果硬要做個冷凝器的話,那麽體積會數倍於鍋爐,可不是這艘小船能放得下的。”
“更何況……”秦晉又指著腳下的底艙補充道:“船艙是要封閉的,若是硬要冷凝的話,就意味著要把水蒸氣的熱量全憋在艙裏麵。這是個什麽概念呢?嘛,這台機器輸出功率40kw,熱效率按5%算,也就意味著燒煤的產熱率是800kw,差不多一秒鍾能把20立方米空氣加熱到難以忍受的五十度,有一分鍾人都熟了。想解決這個問題,就得上更強力更複雜的散熱設備了。”
陸平吐了吐舌頭:“這麽麻煩……這裏麵可真是有學問呢。”
梁恩思考了一會兒,問道:“但是,曆史上最終還是解決了這個補充水的問題吧?”
秦晉點了點頭,說道:“兩個辦法,一個是給鍋爐燒海水,另一個是引入海水,用海水來強製冷卻。”
“燒海水?那不是煮鹽嘛,而且海水不會腐蝕鍋爐麽,這真的能行?”
“確實對鍋爐不好,但是有時候也隻能兩害相權取其輕。也還好,像這樣結構粗獷的煙筒鍋爐,還是銅材質的,應該就能承受得住。燒海水不需要把海水煮幹,底下開個閥,定時把高濃度的鹵水放出去就行了,平時再定期清理維護,總之可行性還是挺高的。我準備下一步就研究這種鍋爐,不然跑兩個小時就得加水實在是太煩了。”
“那麽海水冷卻又是怎麽搞的?我覺得這個還要更靠譜些啊。”
“海水冷卻嘛,理論上簡單,但問題就是用水量太大。舉個例子,海水從進到出升溫十度,按800kw的熱功率,一小時差不多得通……這是多少來著?”
秦晉轉頭對旁邊一個正在記錄航速的工程師一吼:“朱而墨,這應該是多少水?”
朱而墨是嶗山學宮化學係畢業的,在蒸汽船項目組呆了也有些時間了,對熱力學的基礎數據了如指掌。他聽到秦晉的問題,略一心算,立刻報了出來:“水的比熱容是4.2千焦每千克攝氏度,800kw每秒可以把19kg水升溫十度,一小時就是68噸還要多。”
秦晉又轉過頭來,繼續對梁恩說道:“喏,68噸,這小船總噸位才多少?這麽大的用水量,你必須在水線之下開幾個通海閥,再設一套循環管路才能解決。你是造船的,這樣的風險你還不知道?”
梁恩一聽,立刻搖起了頭。開玩笑,就現在這木船的密封水平,就是不開洞都會自然滲水,要是開上了幾個閥門,豈不是等著沉嗎?
實際上,不僅現在,一直到現代,艦船動力係統中,通海水冷管路都是相當重要的組成部分。為了將動力機組產生的天量的熱量帶走,這個通水量必須非常大才行。所以某技術力世界第一國家所造的軍艦開了通海閥之後隻要19分鍾就能完全沉沒,比核彈還快。
“相比之下,”秦晉又比劃了起來,“海水鍋爐的供水就簡單多了,一小時不過消耗一噸多的海水。這點水量,不客氣地說,找幾個人用水桶舀都能供得上。所以說,這是我們更現實的選擇,至於水蒸氣,就隻能讓它白白直排了……也不一定,完全冷凝肯定是不行的,但隻是裝一台小冷凝器從中截取一小部分的話,應該還是可以的。嘿,這也不錯了,燒得是海水,出的是淡水,對於海船來說,還有什麽東西比淡水更寶貴的?說不定,以後船員都能在船上洗桑拿呢。”
聽了這個,梁恩是兩眼放光,拍著秦晉的肩膀激動地說道:“好啊,這個方向好啊!秦工,你抓緊研究,要什麽資源人手,需要幫忙的盡管跟我提!”
秦晉哈哈一笑,說道:“那好!嗯,還真有,這船我覺得就有不少可以改的地方,最好你能給我從頭開始造一艘新的……算了,這也不急於一時,功率上不去,再好的船也推不動,我們還是先管這個吧。”
說完,他又轉回頭去,對著下麵大吼道:“盧一展,熱身差不多了,現在開始壓力測試,把火給我燒滿了,最高工況,前進四!”
櫓是一種中國特色的操船工具,由槳演化而來,兼具槳和舵的作用。它的原理類似於魚類的擺尾,在低速條件下,是效率最高的推進工具。當初,來自後世的股東們沒有見過這東西,對其很不以為然,然而試過之後很快被它折服,之後基本每艘船上都會備上幾具。長條狀的櫓掛在舷邊不占空間和噸位,但需要小範圍挪動的時候可以發揮很大的作用,甚至能完成原地轉身這樣的高難度動作,在港區活動的時候尤為方便。極端情況下,要是舵壞了,還能用櫓應急一下,總之是非常實用的一種寶貝。
過了一會兒,船劃出了淺水區,秦晉看時機差不多了,就從艦橋上探出頭去,對著後麵底艙中的幾個工程師大喊了一聲:“好了,開車吧!”
他剛收回頭來,陳文就吐槽起來:“等等,秦兄,你們就這麽指揮的?就這麽隨便喊兩嗓子,也太草台班子了吧,將來底艙一封,你怎麽辦?”
秦晉不耐煩地擺擺手:“這剛開頭,不就是草台班子嗎?後麵自然會上指令係統的,急什麽。之前電信組來問過船的進度,我趁機就把這部分塞給他們了,也別什麽都想著讓我搞定。”
他們討論著有的沒的,而動力單元中的人已經忙碌起來了。
鍋爐艙中,一個三級工程師檢查了一下各項儀表,然後在一個表示工況的轉盤上把指針轉到了“1”的位置上;旁邊兩個二級工緊接著就上去打開了圓筒鍋爐底下的爐膛,確認了一下裏麵的煤炭和灰渣數量,就往裏麵撒了一點煤粉,又用打火機點燃了一塊木頭扔進去引燃起來。
煤炭逐漸燃燒,產生的濃濃黑煙先是沿著爐排一路向後,熏烤了一遍圓筒鍋爐的底部,又在後部轉入圓筒內部的兩個小煙道之中,向前走了一遍回頭路,用餘熱繼續加熱鍋爐內部的水,最後才向上排入煙囪之中。片刻之後,黑煙就從煙囪中冒了出來,股東們饒是已經帶上了口罩,也忍不住向後躲避了過去。
呃,機器並沒有因此動起來,而是一直燒了許久,兩個鍋爐工不時查看一眼爐膛,好幾分鍾才添一鏟子進去。兩人因紀律約束不敢聊天,隻能眼巴巴地看著鍋爐上的儀表,而上麵的數值也沒多大變化,真是又熱又無聊。過了好幾十分鍾,直到上麵幾個大佬從日本聊到了別失八裏都快有些不耐煩了,蒸汽壓力才達到了足夠的水平,可以開動了。
三級工程師靈活地從走廊鑽進了動力艙裏,跟領頭的一個穿著金邊製服的四級工程師匯報了一下,後者又對著秦晉喊了一聲,得到確定答複後,才帶手下們動了起來……
其實也沒什麽需要操作的,隻要打開閥門,讓蒸汽通過來,然後喊兩個人把飛輪順時針一轉,主軸帶動正時用的曲軸-連杆控製四個氣缸的氣門有節奏的開閉,蒸汽依次流入不同氣缸中,機器就動起來了。
陳文看到這個場景,又吐槽起來:“秦兄,你們這麽操作是不合規的,太危險了!人就在飛輪旁邊,船上又這麽晃,萬一卷進去怎麽辦?”
秦晉說道:“我知道,不過這不還沒完全體嗎?等到甲板封閉之後,這上麵會加一個操作台,所有機械操作都間接進行,但現在不是沒有麽,隻能先湊合了……好了,抓緊了,要動了!”
飛輪轉速越來越快,等達到了每分鍾三十轉後,工程師便不再繼續加大通氣量,而是準備開車了。兩人按著接駁杆往下一壓,鐵力木傳動軸的一個軸套便向前運動,頂部的摩擦片與飛輪接駁,被飛輪帶著轉動起來。而這麽一轉,軸套中的一處凹槽便自然滑到了軸上的一處卡榫上,兩者之間的位置關係被固定下來。如此,蒸汽機帶動飛輪,飛輪帶動軸套,軸套帶動傳動軸,傳動軸帶動螺旋槳,螺旋槳攪動水流,推動整艘船動了起來。
“哈哈,動了,動了!”雖然加速度極為輕微,但看到船身在不掛帆不搖櫓的情況下與周圍的水體發生了相對運動,陸平還是忍不住叫了出來,眼眶中甚至還泛出了晶瑩的淚花。
這一刻,難聞的煤煙味和腳下微微的振動已經不算什麽了,甚至說,這些缺點反而是工業的象征,是力量的象征!
隨著螺旋槳的推動,船體不斷加速,離心式速度計上的指針不斷上升,最終停留在五節的速度上不變了。
“五節!”梁恩不禁感歎了起來:“雖然並不快,但這是無視風向的五節!就算隻有五節,意義也足夠重大了!想想之前的人力船,累死累活,也隻能蹬出這麽個速度來。”
秦晉哈哈一笑,說道:“不止呢,這才是一級工況。等到了深水區,功率全開,能上七節還多!接下來再優化一下,八節也不是不可能!”
梁恩激動地拍了拍欄杆:“那真不錯,比遠洋帆船的平均航速都快了!不過跑七八節的話,耗煤可不少吧?”
秦晉搖了搖頭:“是不少,不過也不算多,一小時也就一百五十公斤吧,船上隨便載個幾噸,就夠跑一整天了。”
梁恩一愣:“按這麽說,七節能跑一整天的話,那不是三百多公裏了,再多裝點煤都能跑去崇明了,那這船就很有用了啊。”
秦晉苦笑了一下,說道:“不,還不行。相比煤的消耗,水可是更大的問題。燒一噸煤,差不多得消耗十噸水,這艘小船可裝不了多少水啊。”
梁恩聽了,眉頭也皺了起來。
“那不就是水嗎?”這時候,陸平插嘴了。他指著後麵船艙向上洶湧排出的白色水汽,也就是進入汽缸做功一次後直接排放到大氣中的水蒸氣凝結時產生的水霧,說道:“就這麽直接排放了多浪費啊,為什麽不裝個冷凝器收集起來呢,那不就解決用水的問題了?”
“是啊,”梁恩也發現了這個問題,“把水循環利用起來不就好了?”
秦晉哈哈一笑,又搖了搖頭,說道:“你們想得太簡單了,把水蒸氣冷凝成水可比把水燒成水蒸氣麻煩多了……陳文,你給他們講吧!”
陳文正在觀察蒸汽機的運行情況,被他這麽一喊,不情願地轉回頭來,說道:“是這樣的,燒煤是個化學反應,反應效率很高,所以一個小爐子就足夠煮水了。但冷凝是個物理變化,需要很大的麵積用來熱交換,才能把同等的水蒸氣冷凝成水。而想要大麵積,就需要大量的很細的管道,我們可沒那技術——要是有的話,早就出水管鍋爐了。如果硬要做個冷凝器的話,那麽體積會數倍於鍋爐,可不是這艘小船能放得下的。”
“更何況……”秦晉又指著腳下的底艙補充道:“船艙是要封閉的,若是硬要冷凝的話,就意味著要把水蒸氣的熱量全憋在艙裏麵。這是個什麽概念呢?嘛,這台機器輸出功率40kw,熱效率按5%算,也就意味著燒煤的產熱率是800kw,差不多一秒鍾能把20立方米空氣加熱到難以忍受的五十度,有一分鍾人都熟了。想解決這個問題,就得上更強力更複雜的散熱設備了。”
陸平吐了吐舌頭:“這麽麻煩……這裏麵可真是有學問呢。”
梁恩思考了一會兒,問道:“但是,曆史上最終還是解決了這個補充水的問題吧?”
秦晉點了點頭,說道:“兩個辦法,一個是給鍋爐燒海水,另一個是引入海水,用海水來強製冷卻。”
“燒海水?那不是煮鹽嘛,而且海水不會腐蝕鍋爐麽,這真的能行?”
“確實對鍋爐不好,但是有時候也隻能兩害相權取其輕。也還好,像這樣結構粗獷的煙筒鍋爐,還是銅材質的,應該就能承受得住。燒海水不需要把海水煮幹,底下開個閥,定時把高濃度的鹵水放出去就行了,平時再定期清理維護,總之可行性還是挺高的。我準備下一步就研究這種鍋爐,不然跑兩個小時就得加水實在是太煩了。”
“那麽海水冷卻又是怎麽搞的?我覺得這個還要更靠譜些啊。”
“海水冷卻嘛,理論上簡單,但問題就是用水量太大。舉個例子,海水從進到出升溫十度,按800kw的熱功率,一小時差不多得通……這是多少來著?”
秦晉轉頭對旁邊一個正在記錄航速的工程師一吼:“朱而墨,這應該是多少水?”
朱而墨是嶗山學宮化學係畢業的,在蒸汽船項目組呆了也有些時間了,對熱力學的基礎數據了如指掌。他聽到秦晉的問題,略一心算,立刻報了出來:“水的比熱容是4.2千焦每千克攝氏度,800kw每秒可以把19kg水升溫十度,一小時就是68噸還要多。”
秦晉又轉過頭來,繼續對梁恩說道:“喏,68噸,這小船總噸位才多少?這麽大的用水量,你必須在水線之下開幾個通海閥,再設一套循環管路才能解決。你是造船的,這樣的風險你還不知道?”
梁恩一聽,立刻搖起了頭。開玩笑,就現在這木船的密封水平,就是不開洞都會自然滲水,要是開上了幾個閥門,豈不是等著沉嗎?
實際上,不僅現在,一直到現代,艦船動力係統中,通海水冷管路都是相當重要的組成部分。為了將動力機組產生的天量的熱量帶走,這個通水量必須非常大才行。所以某技術力世界第一國家所造的軍艦開了通海閥之後隻要19分鍾就能完全沉沒,比核彈還快。
“相比之下,”秦晉又比劃了起來,“海水鍋爐的供水就簡單多了,一小時不過消耗一噸多的海水。這點水量,不客氣地說,找幾個人用水桶舀都能供得上。所以說,這是我們更現實的選擇,至於水蒸氣,就隻能讓它白白直排了……也不一定,完全冷凝肯定是不行的,但隻是裝一台小冷凝器從中截取一小部分的話,應該還是可以的。嘿,這也不錯了,燒得是海水,出的是淡水,對於海船來說,還有什麽東西比淡水更寶貴的?說不定,以後船員都能在船上洗桑拿呢。”
聽了這個,梁恩是兩眼放光,拍著秦晉的肩膀激動地說道:“好啊,這個方向好啊!秦工,你抓緊研究,要什麽資源人手,需要幫忙的盡管跟我提!”
秦晉哈哈一笑,說道:“那好!嗯,還真有,這船我覺得就有不少可以改的地方,最好你能給我從頭開始造一艘新的……算了,這也不急於一時,功率上不去,再好的船也推不動,我們還是先管這個吧。”
說完,他又轉回頭去,對著下麵大吼道:“盧一展,熱身差不多了,現在開始壓力測試,把火給我燒滿了,最高工況,前進四!”