李植回到范家莊，在大炮作坊里找了個(gè)獨(dú)立的院子，作為蒸汽機(jī)的研究場所。??
蒸汽機(jī)的原理非常簡單，無非是利用水加熱變成蒸氣時(shí)候的膨脹壓力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，然后又利用蒸氣冷卻成水時(shí)候產(chǎn)生的真空吸動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，這兩種運(yùn)動(dòng)結(jié)合在一起，就帶動(dòng)了活塞不斷上下推動(dòng)，進(jìn)而對外傳輸動(dòng)力。
在后世的歷史上，實(shí)用的蒸汽機(jī)是在十八世紀(jì)早期出現(xiàn)的，距離此時(shí)的崇禎十二年也就幾十年。其中比較有名的便如紐卡門蒸汽機(jī)。這種蒸汽機(jī)原理十分簡單，就是用蒸氣的力量推動(dòng)活塞后，往氣缸中噴入冷水冷卻蒸氣，讓產(chǎn)生的真空再把活塞吸回來。反復(fù)這兩部運(yùn)動(dòng)，變可以往外傳動(dòng)。
在歷史上，這種結(jié)構(gòu)簡單的蒸汽機(jī)一度生產(chǎn)了幾千臺(tái)，廣泛應(yīng)用于英國的煤炭礦井，用于從礦井中抽水。這種蒸汽機(jī)的使用，幫助英國成為十八世紀(jì)初歐洲最大的煤炭產(chǎn)地。
李植沒有實(shí)際做過蒸汽機(jī)，決定從最簡單的紐卡門蒸汽機(jī)做起，先易后難。先把紐卡門蒸汽機(jī)做出來，再升級改造它。
不過要做蒸汽機(jī)，李植先要做的是簡單的車床。沒有車床就沒法精加工鋼鐵物件。李植此前已經(jīng)做出了鏜床，車床的結(jié)構(gòu)也類似了，只不過一個(gè)是旋轉(zhuǎn)鏜刀，一個(gè)是旋轉(zhuǎn)要加工的物件，但同樣的地方是都是旋轉(zhuǎn)一個(gè)東西去磨另一個(gè)東西，結(jié)構(gòu)是類似的。
李植指導(dǎo)鐵匠，花了五天的時(shí)間做了一個(gè)簡易車床，用自己煉出來的坩堝鋼做車刀。最后做出來的車床只能是原始車床——但已經(jīng)足夠李植使用了。
車床生產(chǎn)出來后，就可以用來車制活塞了。李植先要做一個(gè)直徑三十厘米的汽缸，先用生鐵鑄成，然后用鏜床精加工成型。在鏜床里面，要放置一個(gè)同樣直徑三十厘米的活塞。李植讓鐵匠用生鐵鑄造成型，然后車床精加工。
經(jīng)過反復(fù)的比對，加工，再比對，再加工，最后李植得到了兩個(gè)嚴(yán)絲合縫的汽缸和活塞。李植把底盤打開的汽缸放在燒開的水上面，現(xiàn)這個(gè)活塞完不漏氣。想來即便是較高壓的水蒸氣壓進(jìn)來，漏氣的度也會(huì)很慢。
李植在活塞上做了一個(gè)推桿，由上下運(yùn)動(dòng)的活塞推動(dòng)。
然后是冷卻裝置，李植在活塞旁邊固定了一個(gè)冷水桶，冷水桶連著汽缸底部，連接處有一個(gè)閥門。在推桿的最外端做一個(gè)機(jī)關(guān)控制閥門，如果推桿被水蒸氣頂?shù)阶钌厦嫒チ耍瑱C(jī)關(guān)就被打開，冷水就噴入汽缸中冷卻蒸氣。水蒸氣一冷卻，活塞就帶動(dòng)推桿往下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最底下時(shí)候觸動(dòng)機(jī)關(guān)關(guān)閉冷水的閘門，如此反復(fù)。
然后就是做鍋爐。這個(gè)鍋爐必須足夠大，能夠產(chǎn)生足夠的蒸氣推動(dòng)。鍋爐做好后和汽缸連在一起，整個(gè)紐卡門式蒸汽機(jī)就算做好了。
李植花了五天做好了各個(gè)部件，把部件擰在一起，開始試驗(yàn)做的是否成功。
鍋爐一燒熱，李植現(xiàn)整個(gè)蒸汽機(jī)到處都漏氣。精加工的活塞和汽缸之間倒是沒怎么漏氣，但那些管道的連接處是用螺紋擰在一起的，縫隙較大，此時(shí)到處都往外噴水汽。
不過即便是到處漏氣，蒸汽機(jī)還是成功了，這是因?yàn)殄仩t中燒出水蒸氣的度高于管道中漏氣的度。水汽推動(dòng)活塞做功，不停地上下運(yùn)動(dòng)。因?yàn)楦鱾�(gè)管道處漏氣，汽缸內(nèi)的氣壓也剛好得到控制，那推桿上下運(yùn)動(dòng)的度還比較穩(wěn)定，七、次。
這一臺(tái)紐卡門式蒸汽機(jī)，算是做出來了。
不過紐卡門式蒸汽機(jī)的效率十分低下，燒很多木柴才能產(chǎn)生有限的推力。這是因?yàn)槔鋮s汽缸中水汽的同時(shí)還冷卻了汽缸的缸體，然后過一會(huì)熱蒸汽進(jìn)來時(shí)候又加熱了汽缸缸體，一來一回浪費(fèi)了大量的熱量。這樣低效的蒸汽機(jī)顯然不能滿足李植的需求，李植要把這臺(tái)紐卡門蒸汽機(jī)逐漸改造成瓦特蒸汽機(jī)。
瓦特對紐卡門蒸汽機(jī)最大的改善，就是冷凝器。有了冷凝器，汽缸缸體就不會(huì)被重復(fù)加熱和冷卻。
冷凝器其實(shí)就是一個(gè)大鐵罐子，連接汽缸，里面有冷水。冷凝器的開關(guān)由機(jī)關(guān)控制，活塞被頂?shù)阶钌厦鏁r(shí)候，開關(guān)打開，蒸氣進(jìn)入冷凝器中冷卻成水。活塞落下落到底端時(shí)候，開關(guān)關(guān)上，蒸氣無處可逃在汽缸中聚集，把活塞又往上推。
但是在做冷凝器的時(shí)候，李植現(xiàn)這冷凝器相對噴水冷卻的辦法需要更高的氣壓，到處漏氣的管道中聚集不了這么高的氣壓，必須想辦法堵住漏氣的地方。
但是這年頭沒有耐高溫的橡膠，李植想來想去，也沒想到能用什么堵住漏氣的管道。李植沒辦法，只能把市面上買得到的比較軟的材料一一拿來試驗(yàn)。但各種紡織品都試了一遍，效果都不好。那看上去很滑很軟的絲綢被高溫蒸氣一燒，都變得焦黑結(jié)塊了。比較耐高溫的材料是麻布，但麻布孔徑較大，也沒法堵住漏出的蒸氣。
試驗(yàn)了好幾天，李植還是沒找到能堵住漏氣的材料，李植有些被難住了。這瓦特式蒸汽機(jī)的原理是簡單，但細(xì)節(jié)做起來還是很復(fù)雜的，即便一個(gè)細(xì)節(jié)沒做好，也沒法驅(qū)動(dòng)整臺(tái)蒸汽機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來。
起來銅或者鉛比較軟，也經(jīng)得住幾百度的高溫，難道要用銅和鉛做管道接合處？這做起來倒是十分麻煩。
被李植調(diào)來做蒸汽機(jī)的一個(gè)年輕鐵匠這些天看李植變戲法似的做出紐卡門式蒸汽機(jī)，對李植十分崇拜。此時(shí)他看到李植遇到難題，插了一句道：“將軍大人，若是把麻布浸在油里浸一天，麻布里面的孔徑就會(huì)被油脂堵住，可能有用。”
李植愣了愣，倒是沒想到還有這個(gè)辦法。
他拍了拍年輕鐵匠的腦袋，便按照這個(gè)鐵匠的辦法去操作。將油浸過的細(xì)麻布包裹在螺紋接口上再擰緊接口，重啟蒸汽機(jī)。
這下子，李植現(xiàn)管道上不漏氣了。
李植對那個(gè)年輕鐵匠道：“建議不錯(cuò)，賞你十兩銀子！”
那個(gè)年輕鐵匠一句話就賺了十兩銀子，大喜過望，笑得嘴巴幾乎都咧到后腦勺去了。(未完待續(xù)。)8
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