第471章：目标——大明神威二号机

第471章：目标——大明神威二号机 (第2/2页)

台上摊着那台神威一号的活塞。
　　
　　活塞是铜铸的，外径和气缸内径之间留了约莫半分的间隙。
　　
　　这个间隙是防止活塞在高温下膨胀卡死而预留的。
　　
　　薄珏盯着那个间隙，眉头拧成了一个疙瘩。
　　
　　间隙留小了，活塞一受热就卡死。
　　
　　间隙留大了，蒸汽就会从间隙漏过去，压力白白损失。
　　
　　他在苏州造望远镜时遇到过类似的问题。
　　
　　镜片和镜筒之间的配合，既要保证镜片不晃动，又要留出热胀冷缩的余地。
　　
　　但他的望远镜不需要承受两个大气压的压力，也不需要每分钟往复十几次的运动。
　　
　　蒸汽机的活塞不一样。
　　
　　它要在高温高压下连续运动，不能卡死，也不能漏气。
　　
　　这是两个相互矛盾的要求。
　　
　　薄珏放下活塞，翻开《力学初解》，翻到热应力与材料膨胀这一章。
　　
　　这一章是陛下亲笔写的，字迹不算漂亮，但条理极为清晰。
　　
　　文中也有朱友俭不确定的地方，但都有标注，这些都得薄珏自己实验去证明可行性。
　　
　　开篇第一段就击中了他：
　　
　　“凡物受热则胀，受冷则缩。”
　　
　　“其胀缩多寡，视材质而异。”
　　
　　“铜受热百，胀约千分之一。铁受热百，胀亦千分之一。石受热百，胀殆不可察。”
　　
　　“是以机械设计，必先查材性，计胀缩之量，留伸缩之余。”
　　
　　“不留则胀死，留多则泄气。此热机之第一难题也。”
　　
　　薄珏把这段话来回看了三遍。
　　
　　然后他提起笔，在纸上开始计算。
　　
　　铜的膨胀率是千分之一每百度。
　　
　　蒸汽机的正常工作温度，按锅炉两个大气压算，约莫一百二十度。
　　
　　活塞的直径是十八寸。
　　
　　十八寸的铜，从常温升到一百二十度，膨胀量是多少？
　　
　　他在纸上列了一个算式，算出了结果：约莫二十二丝。
　　
　　二十二丝。
　　
　　这个数字很小，小到肉眼几乎看不出来。
　　
　　但足够让活塞在气缸里卡死。
　　
　　他放下笔，盯着那个数字看了很久。
　　
　　必须找到一种方法，让活塞在常温下能装进气缸，在高温下又能自动贴合气缸壁，不留间隙，也不会卡死。
　　
　　他站起身，走到墙角那堆废料堆里，翻出一块铜板，又找到几块不同厚度的铜片。
　　
　　然后他回到工作台前，开始动手做第一个模型。
　　
　　他先车了一个小铜环，外径比气缸内径小半分。
　　
　　然后他取出一块薄铜片，厚度约莫五丝，用剪刀剪成一个圆环，套在小铜环外面。
　　
　　两层铜环叠在一起，用铆钉固定住。
　　
　　他把这个双层铜环装进气缸，用手推了推。
　　
　　松得很，间隙太大。
　　
　　他又加了一层铜片，再试。
　　
　　还是松。
　　
　　再加一层。
　　
　　这回塞不进去了。
　　
　　他把三层铜环拆下来，仔细看了看铜片的边缘。
　　
　　铜片是用剪刀剪的，边缘有些毛刺。
　　
　　毛刺在装进气缸时被压弯了，导致了额外的摩擦。
　　
　　薄珏放下铜环，靠在椅背上，闭了一会儿眼。
　　
　　他需要一种能让铜环自动贴紧气缸壁的方法。