呂布再度提醒他:“你看看能不能把飛馬紡機和水力紡機的優點綜合一下,發明出更厲害的紡機。”

  ??馬鈞醍醐灌頂,潛心下去,對飛馬紡機和水力紡機進行了綜合分析,在綜合這兩種紡機的優點的基礎上,研製出了一種被稱為波機的紡紗機,以水力為動力,一台能帶動近二千個紗錠,使得紡紗機的工效大大提高。

  ??紡機的不斷改進又使織機的設備顯得相形見絀,這樣又反過來推動了織機的改進,還是在呂布的提點下,馬鈞等人又發明了水力織布機,新的水力織布機的工效要比原來帶有飛梭的人力織布機的工效高四十倍,水力織機的發明,又暫時緩和了織機落後的矛盾。

  ??就這樣,織機和紡機,就像一對相互齧合的齒輪,在相互作用同發展。

  ??與此同時,呂布對於蒸汽機的渴求越來越強。

  ??因為呂布為了盡快統一大漢,提高大漢的戰備,為了大漢農業的發展,積極地打造各種鐵質農具,又為了保護森林資源,積極地引導人們使用煤炭做木材的代替品。

  ??而擁有龐大煤炭儲量的並州正在呂布控製之下,並州也有鐵礦,也有河流,呂布便讓鄭渾等人布置用水輪機鼓風,來高爐煉鐵,鋼鐵冶煉業開始如火如荼地發展起來。

  ??有了取之不盡的煤炭,焦炭就發明出來了,就有了鋼鐵工業,便有了機器製造業。便有了棉紡業、毛紡業所需要的鐵製機器,也帶動了棉紡業、毛紡業的開采。同樣對煤礦開采也提出了嚴峻的要求。

  ??因為並州大部分煤炭都隱藏於地下,隨著煤礦開采規模越來越大,開采越來越向地下深處進軍,礦井積水就成為大問題。

  ??用風車或水輪機或牛馬帶動水泵進行抽水的動力來源不穩定,呂布想起了英國工業革命時期的蒸汽機之所以能夠發明出來,就是需要用蒸汽機推動的水泵來進行抽水的,需求導引發明的典型案例。

  ??蒸汽機歸根結底是一個能夠將動能轉換為功的熱機,蒸汽機就是一個使水沸騰產生高壓蒸汽繼而推動活塞做功的鍋爐。這個鍋爐可以使用木頭、煤、石油或天然氣甚至垃圾作為熱源。

  ??呂布在那一世,在教科書上常常看到這樣一個故事:“瓦特小時候曾反複觀察燒開的水頂動壺蓋的現象,他想:‘壺蓋是被水蒸氣推動而上下跳動的,既然一壺水能夠推動一個壺蓋,那麽用更多的開水,不就可以產生更多的水蒸氣,推動更重的東西了嗎?’經過刻苦鑽研和不懈的努力。瓦特終於發明了蒸汽機,從而推動了社會的發展。”

  ??實際上,後世的教科書是在誤人子弟,蒸汽機並不是由瓦特首次發明的。在瓦特之前,古希臘數學家亞曆山大港的希羅於發明了汽轉球,雖然相對於後來的蒸汽機。它隻不過是一個玩具而已,卻是蒸汽原理的第一次應用。後來,法國物理學家丹尼斯?巴本在觀察蒸汽逃離他發明的高壓鍋蒸煮器的基礎上製成了第一台帶活塞的蒸汽機。繼巴本之後,英國工程師薩弗裏又發明了蒸汽泵。蒸汽機的下一步改進則是由英國工程師紐可門完成的。接著,才是瓦特的改良蒸汽機。其實。蒸汽機的發明與應用並不是這樣簡單,人類偉大的發明。很少隻是一個人的天才創造。

  ??不過,對於現在的呂布來說,若不是他這樣一個橫空出世的人物,蒸汽機的發明至少要推延到一千四百年後,當然呂布並不是一個什麽了不起的天才,他對蒸汽機的印象還停留在中學物理課本上,從這樣一個印象變成現實,中間不知要走多少彎路,但呂布知道,隻有蒸汽機發明了,大漢才能真正地工業化,才能真正地實現技術革命對政治革新的推動。

  ??在開始創造蒸汽機時,呂布特別注重安全性,呂布在後世見過兩起鍋爐爆炸的事故,他知道依照現在的鑄造技術,蒸汽機鍋爐的鑄造質量很差,高溫高壓的水蒸氣很容易就把鍋爐搞爆炸。

  ??所以呂布並沒有在一開始就完全按照後世成熟的蒸汽機來做,而是按照世界上第一台實用的蒸汽提水機來做的,這是英國人薩弗裏製成的,在公元1698年取得標名為“礦工之友”的英國專利。

  ??呂布讓鄭渾等人先鑄造出一個蛋形容器,先充滿蒸汽,然後關閉進汽閥,在容器外噴淋冷水使容器內蒸汽冷凝而形成真空,打開進水閥,礦井底的水受大氣壓力作用經進水管吸入容器中;關閉進水閥,重開進汽閥,靠蒸汽壓力將容器中的水經排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時,關閉進汽閥和排水閥,重新噴水使蒸汽冷凝。如此反複循環,用兩個蛋形容器交替工作,可連續排水。

  ??這種蒸汽提水機是依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超過六米,隻能保證一時的使用。

  ??時間過得很快,數米深的煤炭已經開采光了,便要往下開采,為了從幾十米深的礦井汲水,須將提水機裝在礦井深處,用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地麵上,這在此時無疑是困難而又危險的。

  ??呂布又冥思苦想,後來想出了一個辦法,將氣缸與凝結缸通過一個閥門分開,改造後的蒸汽機,將蒸汽引入氣缸後閥門被關閉,然後冷水被撒入汽缸,蒸汽凝結時造成真空,活塞另一麵的空氣壓力推動活塞,在礦井中聯結一根深入豎井的杆來驅動一個泵,蒸汽機活塞的運動通過這根杆傳到泵的活塞來將水抽到井外,這是用大氣驅動獨立的提水泵。

  ??由於蒸汽進入汽缸時,在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,這種大氣式蒸汽機的熱效率很低,而且這種抽水機的單位時間往複次數低,活塞隻有一個單向做功衝程,冷凝過程中的液態水經常積累在氣缸裏,時常停機進行氣缸排水,最要命的是冷凝需要的冷卻水量巨大,蒸汽機往往建在河邊或需要建造冷卻蓄水池。

  ??呂布其實是不想用這些早就淘汰掉的真空蒸汽機,但真空蒸汽機安全性可以,而大漢現在的鋼鐵質量不過關,製造工藝不行,迫於安全性,隻能暫時用著落後的真空蒸汽機。

  ??等到若幹年後,大漢鋼鐵冶煉質量上去了,氣缸的強度、密封性做好了,呂布才準備按照瓦特的做法去做蒸汽機。

  ??遙想公元1764年,英國一個年輕的儀器修理工詹姆斯?瓦特為格拉斯哥大學修理紐可門蒸汽機模型時,注意到了這一缺點,並於第二年發明了設有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機,並取得了英國的專利。

  ??初期的瓦特蒸汽機仍用平衡杠杆和拉杆機構來驅動提水泵,為了從凝汽器中抽除凝結水和空氣,瓦特裝設了抽氣泵,他還在汽缸外壁加裝夾層,用蒸汽加熱汽缸壁,以減少冷凝損失。

  ??瓦特對紐科門蒸汽機進行了改造,變成外冷凝的瓦特蒸汽機,其活塞進行雙向做功衝程,做完功的蒸汽自氣缸排出,在氣缸外進行冷凝,提高了活塞單位時間往複次數,體積也相應減小,整個蒸汽機做到可移動。

  ??瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速地發展,他使原來隻能提水的機械,成為了可以普遍應用的蒸汽機,並使蒸汽機的熱效率成倍提高,煤耗大大下降,因此瓦特是蒸汽機的改良者。

  ??自此以後,蒸汽機不僅在采礦業中得到廣泛應用,在冶煉、紡織、機器製造等行業中也都獲得迅速推廣,它使英國的紡織品產量在二十多年內增長了五倍,為市場提供了大量消費商品,加速了資金的積累,並對運輸業提出了迫切要求。

  ??在船舶上采用蒸汽機作為推進動力的實驗始於公元1776年,經過不斷改進,至1807年,美國的富爾頓製成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船“克萊蒙”號,此後,蒸汽機在船舶上作為推進動力曆百餘年之久。

  ??公元1800年,英國的特裏維西克設計了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機,公元1803年,他把它用來推動在一條環形軌道上開動的機車,找來喜歡新奇玩意兒的人乘坐,向他們收費,這就是機車的雛型。英國的史蒂芬孫將機車不斷改進,於公元1829年創造了“火箭”號蒸汽機車,該機車拖帶一節載有三十位乘客的車廂,時速達四十六公裏,引起了各國的重視,開創了鐵路時代。

  ??呂布在憧憬蒸汽機完全發明出來以後的美好願景。

  ??有了蒸汽機船,再在蒸汽機船上裝上裝有螺旋槳推進器,以後不管去南北美洲還是去歐洲都不再需要一整年了,去倭國、高麗、呂宋的航行時間也極大地縮短了,控製力度增強,將來的世界很難說。

  ??有了蒸汽火車,鐵路時代開啟以後,大漢軍隊的調動能力極大增強,到時候南征北討都容易多了。

  ??這個世界必將因為蒸汽機的發展而提前進入一千五百年後的工業時代。

  書屋小說首發