思虑至此,蓝斌心中已有定计。
他深知,要研制出蒸汽机,首要解决的便是材料难题。
现有的金属在耐高温高压方面存在明显短板,若不突破这一瓶颈,蒸汽机便难以承受运行中的巨大压力。
他在心中盘算,打算派遣得力人手,分赴各地矿山,采集不同种类的矿石样本。
同时,他打算召集城中经验丰富的铁匠,尝试将各类矿石按不同比例融入铁中冶炼,反复测试成品的强度与耐热性能,直至找到最合适的合金配方。
紧接着,是动力转化与传输的问题。
蒸汽机产生的强大动力,如何才能高效转化为推动船只或火车前进的力量?这无疑是研制过程中最为关键的一环。
蓝斌睁开眼,取过一张宣纸,提笔在纸上快速勾勒出几幅草图。
他凝神思索,或许可以借鉴传统水车的齿轮构造,进行大胆改良。
他细细计算齿轮的齿数、模数,调整传动比,力求在动力传输过程中减少能量损耗,确保动力平稳输出。
然而,这还远远不够。
蓝斌知道,蒸汽机的核心在于锅炉与气缸的设计。
他起身踱步,脑海中浮现出一个圆柱形的锅炉,底部是燃烧室,上部为储水室。
燃烧室中,木炭或煤炭熊熊燃烧,加热储水室中的水,蒸汽由此产生。
顶部还需安装一个安全阀,以防压力过高引发爆炸。
至于气缸,他打算用青铜铸造,内壁打磨光滑,活塞则以硬木包裹铁皮,确保与气缸内壁紧密配合,将蒸汽的压力转化为往复运动。
传动装置的设计同样令他费神。
他思索良久,决定采用一组齿轮和曲柄连杆机构,将活塞的往复运动转化为旋转运动。
齿轮的咬合必须精准,否则动力传输效率将大打折扣。
他计划设计一套多级齿轮系统,通过调整齿轮的齿数和模数,优化传动比,确保动力输出的平稳性和高效性。
此外,他还考虑在传动装置中加入飞轮,以平衡活塞运动带来的震动,进一步提升机器的稳定性。
冷凝器的设计也被他提上日程。
蓝斌意识到,蒸汽在推动活塞后,若不能迅速冷凝,便会降低机器的效率。