洋部就试图把蒸汽动力应用在这级别的海船上,以改善航行性能、增加运力。
不过,由于当前的蒸汽机械仍然相当落后,这就使得功率和运力不能兼得。如果为了省空间而只装小机器,那么增加的动力相比风帆也未必有多明显,基本是白做工;相反,如果装上太大的蒸汽机,那么整套动力单元和煤炭会占据大量的吨位,挤压货物空间,细算下来未必划算。这次,阔马造船厂联合澎湃动力和湾口容器,详细计算了好一通,最后搞出一个“有效运力”的概念,也就是把有效载重吨位乘以平均航速,算出一个最大值。在当前技术条件下,他们认为蒸汽驱动运输船的航速有个五节就够了,这个速度已经超过了帆船在多变风况下的普通航速,有了实用价值,而所需的推进功率不会太大,相应的占用空间也可以控制在合理范围内,使得有效运力最大。在这个思路指导下,他们改装了一艘旧顺风级,也就是这艘y020了。
“为了尽可能减少空间占用,我们用了一台新型的三缸机和锅炉,放在底舱中央。实际上由于替代了一部分压舱石,所以这台机器的占用比想象中的小多了。这艘船原本的载重量是四百吨,现在扣除煤炭只不过降到了三百,影响可以说很小了。倒是螺旋桨有些麻烦,得从龙骨穿过去,加固结构废了好一番功夫。”王世明自豪地介绍着。
关大富似懂非懂地跟他进入了这艘船的动力单元中。
这个动力单元要比江级上的小巧的多,位于底舱中央,还占据了上层的客货舱的一部分。由于这艘顺风级是木龙骨,所以不得不用了格外的铁框架进行加固。煤舱就设置在动力单元两侧,既是为了隔音隔热,也有一定的减震作用,不过容积并不大。
“咦,这台锅炉,和之前的温泉系列大不一样啊。”
“哈哈,关少校识货啊。”王世明得意地拍着这座一人多高的新型锅炉,“这是一台原始的水管锅炉,虽然因为工艺问题只能用粗管子,但也足以把蒸汽压力提高到半兆帕,在船上这可是个大突破啊。”
这台锅炉并非常见的圆筒形,而是一个近似三角形的形状。关大富对此可能不明所以,但如果后世人看到它的内部结构的话,就会发现里面和太阳能热水器很像。也就是说,内部上方有个横置的圆筒形的蒸发容器,底下一左一右有两排斜置的水管,整体形成“只”字形,就像两个太阳能热水器组合到了一起。这种构型使得斜水管在一面受热时内部产生温差,进而产生自发的冷热水循环,热水上升,冷水下降趋近受热面,从而能有效地利用外部热能。这台实验锅炉就是利用了这样的原理,用一个顶置的大圆筒和两排斜水管构成了一套高效的蒸发系统。煤炭在只字底部燃烧,使得水管内的水高效地变成压力更高的蒸汽,从而可以更高效地推动蒸汽机。
这些细节关大富不知道,但他作为江级的舰长,恶补了一系列热机知识,对于“05a”这个压力意味着什么是很清楚的“半兆帕?那岂不是甚至足够推动复胀机了?”
历史上蒸汽机最重要的改进之一就是复胀化。蒸汽机的原理是高压蒸汽进入气缸推动活塞做功,而这些蒸汽排出气缸之后仍然有一定压力,若是将它引入另一个气缸,岂不是就能再次做功了?这便是复胀化。当然,理论是很清楚的,想实用化却不容易,问题的关键在于第一次进入气缸的蒸汽压力要足够高,排出之后才能仍然保有足够的压力再次做功。之前东海产的船用锅炉只能产生02a出头的蒸汽,这就差点意思,而现在能达到05a,复胀蒸汽机就有实现的可能了。
王世明见关大富接上了茬,觉得找到了知音,非常高兴,当即就把他带到了锅炉房后面的机房,将一台新锐的立式三缸蒸汽机展现在了他面前。
这台蒸汽机外表看上去也没什么特别的地方,三个气缸位于顶部,通过竖向运动的