次日,西苑南海瀛台,天工院。
春末的晨光从东边照过来,落在太液池的水面上,碎成一片粼粼的金波。
池边的柳树已经绿透了,枝条垂到水面,被风吹得轻轻摆动。
天工院的建筑掩映在树丛间,灰砖青瓦,不高,但很结实。
院子里堆着各种机械的部件,有的用油布盖着,有的露天放着,在晨光里泛着锈色。
空气里弥漫着煤和金属的气味,混着池水的腥气,和远处飘来的、不知名的花香。
皇帝带着陈子龙、方以智等人来到万象楼前。
宋应星带着薄珏等人迎出来,在台阶下站定,躬身行礼。
行礼之后,宋应星奏道,声音里带着一种压抑不住的兴奋。
“陛下来得巧,臣正要禀报——新式蒸汽机功成一事。”
朱由校来了兴趣,眼睛一亮。“哦?快,带朕去看看。”
宋应星侧身引路。穿过万象楼,经过几排工棚,来到坤元阁后面的一间院子。
院子不大,四面是灰砖墙,墙头上爬着去年的枯藤,根部已经冒出嫩绿的新芽。
院中央放着一个高约三丈、宽两丈的物体,被一块巨大的棕色橡胶涂层雨布盖着。
薄珏带人上前,解开绳子,将雨布揭了下去。
一台奇特的机器露了出来。机器的底部是一个厚重的砖石基座,深深嵌入地下。
从基座上升起的是两根巨大的“人”字形木架,由粗壮的榆木制成,每根木柱的直径都超过一尺。
顶端用铁箍和巨大的木销钉牢固地连接在一起,支撑着上方一根粗壮的平衡梁。
平衡梁的一端,通过一根沉重的铸铁链条,垂直向下连接着一个铸铁圆筒。
圆筒高度约为六尺多,直径接近三尺,由几段铸铁环箍连接而成。
外壁有许多铸造时留下的粗糙纹路和加强筋,表面还残留着一种灰黑色光泽。
上端开口与外界相通,下端则通过管道连接着一个同样铸铁的锅炉。
在圆筒顶面通过那根链条与平衡梁相连。
平衡梁的另一端,同样连着链条,但连接的是松木杆,有两根——一根长,一根短。
长的那根深入井下,井口有一根铸铁水管;短的那根连接着一个类似“唧筒”的东西,但更精致一些。
宋应星上前介绍,手指在机器上指点着,语速不快。
“陛下,天启七年的那台蒸汽机没有活塞和气缸,完全靠蒸汽的热力和冷凝形成的真空来‘吸’水和‘压’水。
真空就是伽利略教授手稿中提到的,用抽水机可以达到一个有限的真空空间,他称其为‘真空的抵抗力’。”
朱由校看着机器,目光在那些铁铸的部件上移动。“朕听得懂,宋卿接着说。”
宋应星微微低身。“陛下圣明。"
"过去的蒸汽机完全靠真空吸力,虽然能靠巨大的蒸汽压力直接吸取三十丈以下的水。
但有一个致命的问题——一旦操作失当,就会爆炸。且运转方式是间歇式的,时效低下。”
朱由校轻轻点头。
“不错。各地奏报,许多窑主宁愿还用人力和牲畜慢慢压水,也不愿安装蒸汽抽水机。
就是因为容易爆炸的恐慌和时效低下。”
宋应星指着面前新蒸汽机的圆筒,手指在铸铁的纹路上轻轻敲了一下。
“天工院新创制的蒸汽机加了这个圆柱气缸,内部有一个可以上下滑动的活塞。
当蒸汽进入气缸底部推动活塞上升后,向气缸内喷入冷水。
蒸汽冷凝就会形成真空,会压下活塞,产生强大的往复机械力。
最主要的是——这台蒸汽机的使用压力极低。
蒸汽本身只起到‘加热’和‘产生真空’的作用,所以几乎不会爆炸。
虽然直接抽水的深度降低了,但可以通过多级泵串联,逐级接力来解决深度问题。
而且是连续运转,烧同样的数量的煤,抽的水是过去的数倍。”
他顿了顿,像是在想一个合适的词。
“旧蒸汽机靠的是蛮力,而新蒸汽机靠的是巧劲。”
朱由校走近那个活塞,弯下腰,仔细看了看气缸和活塞的连接处。
然后直起身。“试试看。”
“是,陛下。”宋应星转头,对薄珏吩咐。“加煤,启动。”
然后命人搬来椅子。“陛下,您先坐,这机器启动有些慢。”
薄珏开始指挥工匠铲煤、加煤,铁锹插进煤堆里,煤块哗啦啦地响。
炉膛被点燃,煤开始燃烧,滚滚黑烟从烟囱冒出,在蓝天下拖出一道长长的黑色尾巴。
工匠们蹲在锅炉旁边,手里拿着铁钩,不时拨动炉膛里的煤块,让火烧得更旺。
他们边干,宋应星边向皇帝解释。
“陛下,这是实验
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