歐皇崛起第238章阿達的蒸汽機

測試廣告1 1502年秋收的時候，馬林在麥地里，曾經委託達芬奇去研發蒸汽機。筆神閣 www.bishenge。com當時，馬林隨手畫了一張蒸汽機原理圖，交給阿達，便撒手不管了。

如今，一年多過去了，正好馬林想起來，塔拉鉛鋅礦深度高達50米，可能需要抽水。所以，達芬奇的蒸汽機，就顯得很重要了。

不管怎麼說，機械抽水，總比人抽水要快多了，哪怕是最低級的蒸汽機。實際上，蒸汽機在早期，也就是17世紀末和18世紀初的時候，就是用來給煤礦抽水用的，沒別的用途。

直到後來瓦特改良了紐科門蒸汽機，採用了分離冷凝器和循環系統，降低了水量消耗。而且，還搞出了一套「太陽與行星」的曲柄齒輪傳動系統，才把蒸汽機的往復運動，轉化為旋轉運動，為蒸汽機成為動力機奠定了基礎……

「哎呀，糟了，我沒把『太陽與行星』曲柄齒輪傳動系統的圖樣畫給阿達，難怪他到現在還沒出成果……」馬林懊悔地一拍腦袋，想起來，自己忘記把蒸汽機非常重要的把往復運動轉化為旋轉運動的傳動系統畫給達芬奇了。

達芬奇再聰明，也只是個15世紀中葉到16世紀初的人。因為教廷的思想束縛，使得他不敢和別人交流先進科學知識，有些閉門造車，未必能想出這套傳動系統來。

當時，馬林因為事兒多，又要想著和丹麥打仗，隨手畫的蒸汽機原理圖，是最原始的單缸立式蒸汽機。而且，只畫了蒸汽機缸體部分和簡單注釋了活塞運動的原理。其餘部分，都沒有涉及。估計，有阿達煩惱的。

果然，當馬林趕到達芬奇的實驗室時，看到的是一個上下搖擺的很土鱉的蒸汽機，而且，運行速度很慢地在那上下擺動。至於什麼曲柄齒輪傳動系統，那是沒有的。

達芬奇正緊鎖眉頭，在考慮如何把蒸汽機運行速度變得飛快呢。因為，當初馬林和他說過，要讓機器轉動，而且運行速度飛快。

這也是馬林的認識上的問題了，實際上，在現代，不管是電器還是內燃機，轉動速度都是飛快的。

然而，在蒸汽機出現的早期，蒸汽機的運行速度就是很慢的。瓦特發明的蒸汽機，效率比紐科門蒸汽機高多了，但轉速也只有每分鐘四五十轉。而馬林穿越前的現代，一台電風扇，隨隨便便每分鐘都能轉上500到1500轉，完全沒法比的。即使到了20世紀初，蒸汽機轉速也才達到每分鐘100到300轉。所以，是馬林苛求了，而不是達芬奇做的不夠好。

接著，達芬奇很詳細地向馬林講解了他弄出來的蒸汽機的結構和原理……

這台蒸汽機的原理非常簡單，就是最下面一個鍋爐，燒的蒸汽，直往上竄。當蒸汽達到一定的濃度，形成一定的氣壓後，會衝破頂部一個活動閥門，進入上面的汽缸內，把壓在底部的活塞往上頂。

當活塞被頂到一定高度的時候，汽缸側面會有一個開口，讓高壓蒸汽泄露掉。這樣，汽缸內的氣壓一下子放空了。在重力作用下，活塞會回落。同時，鍋爐和汽缸間的閥門也會閉合。

通過活塞的一起一落，活塞頂部連著的一個類似平衡杆的一端，會在活塞的帶動下，使得另一端的一根木桿上下運動。當然，若是有了瓦特發明的「太陽和行星」曲柄齒輪傳動系統，這根連杆就不會是上下直線運動了，而是會通過傳動系統，帶動一個輪子轉動。

另外，因為活塞在上升到頂部時，會有一個開口把蒸汽都釋放掉。而水蒸氣就是水汽化而成的。因此，鍋爐里的水，也隨著水蒸氣的施放而減少了。若是不補充水，可能會讓鍋爐燒乾了，然後發生爆炸。

因此，達芬奇在汽缸底部側邊，設計了一個給水系統。這個給水系統的管道里，同樣有一個活動閥門。而且，給水系統的水容器，設置得較高，有一定的水壓。當汽缸內壓力較大時，給水系統的閥門是關閉的。但是，當活塞升到最高，汽缸里的蒸汽忽然被施放時，汽缸李的氣壓急劇降低。這時，給水系統的水壓超過汽缸的氣壓，然後，閥門鬆動，會噴出少量的水進入汽缸，之後被活塞壓入鍋爐里，算是加了水。

馬林聽了整個結構的介紹後，發現——這麼特麼就是一個紐科門蒸汽機啊……

雖然說，這個設計的確巧妙。但是，有個問題，就是給鍋爐加水，其實不能在上面加。因為，鍋爐里的蒸汽，都是水面形成的。從上面加水，必然會讓鍋爐里的水上層表面的溫度被降低，影響蒸汽的生成。

所以，馬林記得，後世的蒸汽循環系統，一般都是在鍋爐側下位置，給鍋爐加水的。這樣，不會降低鍋爐里水的最上層的溫度，不影響水蒸氣的大量生成。

而紐科門蒸汽機的缺點就在於此，從上面加水，會降低表層熱水的溫度，減少水蒸氣的生成。這樣一來，蒸汽機的水蒸氣量受到了影響，功率和運行速度就都降低了。

而後來搞出來的從側下面加水，不但可以避免表層水溫度降低的問題。而且，把冷水加入下面，更加靠近燃燒室，也更能快速地被加熱。

「對啊，水蒸氣循環系統……」馬林一拍腦袋，想起了這個蒸汽機的缺點在哪兒了。

瓦特改造紐科門蒸汽機，最重要的就是兩點——第一是添加了「太陽和行星」曲柄齒輪傳動系統，使得蒸汽機的運行，從往復式運動，轉化成了實用的轉動；第二就是，添加了一個帶有分離式冷凝器的水循環系統。

當蒸汽機上端的水蒸氣泄露出去後，不是直接排到空氣中，而是通過一個管道，進入一個管道周圍全是冷水的冷凝器里。為了增加冷卻接觸面積，浸泡在冷凝器水中的管道，一般設計成彎曲的，以強化冷凝器的冷凝效果。而且，冷凝器里的水，是經常更換的。一旦熱了，就會換成冷水。而且，冷凝用水，要求不高，啥水都可以，海水也成。不像鍋爐里的水，為了防止結垢影響效率，一般都使用潔淨的淡水。

水蒸氣在冷凝器里凝結成水後，會通過一個管道，連通鍋爐側下方，將冷卻好的水，送入鍋爐里，形成一個循環。這樣一來，鍋爐里的水，基本就不怎麼損耗了。而鍋爐，也不需要經常從外面加水。畢竟，從外部加水，很容易讓熱起來的鍋爐冷卻下去，影響蒸汽機效率。

不過，也不是說有了這個冷凝循環系統後，就不用加水了。因為，汽缸的活塞，不是百分百密封的。做功的時候，也會有少部分蒸汽，從汽缸和活塞間的空隙里逸散出去。

所以，即使有了冷凝循環系統。過一段時間，鍋爐還是要從外部加一次水的。就像當初的綠皮老火車，靠站的時候，就經常要加水。鍋爐的水要加，冷卻水同樣要加。

因此，為了鍋爐安全不爆炸，鍋爐側壁，一般會使用耐高溫的玻璃，或者其他儀器，顯示鍋爐里的水位。一旦鍋爐里的水位降低到了危險程度，為了防止爆炸，就需要暫時停機，把鍋爐里的水加滿。

馬林把以前初中時物理老師給講的瓦特蒸汽機的兩個重要改進講給了達芬奇聽，把達芬奇聽傻了。然後，這老頭仰天長嘆：

「老夫一直以為自己是世界上最聰明的人，沒想到啊，那個叫瓦特的傢伙，居然比老夫還牛……」說著，達芬奇眼眶居然濕潤了。顯然，這貨被打擊到了。

馬林忍著笑，對達芬奇說道：

「好了，阿達，別灰心。每個人都有自己的特長，那個瓦特，也就是蒸汽機上比你厲害罷了。比畫畫，你肯定比他強的！」

聽馬林這麼一說，備受打擊的達芬奇，才好受一些。然後，根據馬林的思路，對蒸汽機進行了「瓦特」化……

不過，馬林清楚地記得，瓦特蒸汽機上，還有一個離心式調速器的，是用來控制蒸汽機轉速穩定的。

但是，馬林上輩子的初中物理老師沒有講這個原理，所以，馬林也不懂。畢竟，他又不是機械系畢業的，只是個物理學的還不錯的文科生而已。

這樣一來，蒸汽機的轉速，可能有些不穩定。但管他呢，蒸汽機要求本來就不高，速度不穩就不穩吧。