斯蒂芬斯森解決鍋爐爆炸問題 一根銅管不夠 那就用25根

英國 牛奶 鐵流 2019-04-05

雖然現今的中國高鐵商業運營時速高達380公里,最高時速已經超過了600公里,但在18世紀初,鐵路的時速只有4公里左右,和普通人步行速度相差無幾。

當時的鐵路主要用於礦場運輸煤礦。動力方面非常原始,大多依賴畜力,少數路段會利用地勢高低,讓火車藉助重力滑行。這種早期鐵路雖然原始,但卻盛行了約40年之久,頂峰時期曾經綿延數千英里,遍及英國各地,將礦山、採石場與港口、河流連接在一起。

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那蒸汽機呢,我們都知道改進後的蒸汽機直接推動了第二次工業革命,蒸汽機可比牛和馬好用多了!其實在當時,確實有很多英國人和法國人試圖將車廂、車輪和鐵路結合起來,打造更類似於今天鐵路的運輸方式。可惜的是當時蒸汽機的鍋爐基本相當於移動的炸彈。為數不多的成功案例並沒有多少商業價值,更多的停留在遊樂設施的層面。當時的法國國王路易十四絕對不會嘲笑一個世紀之後的清朝皇帝馬拉火車的創意。

當時的蒸汽機為何不靠譜呢?煮過牛奶的煮夫煮婦們應當深有感觸,一旦火力過大或者通風不好,鍋裡的牛奶液體就會神奇般的劇烈上漲甚至會發生飛濺。類似的當鍋爐中水體受熱不均勻時,也會發生這種學名叫爆沸的現象。而家中的熱水壺如果長期使用會產生一種叫水垢的乳黃色堅硬的附著物,由於鍋爐中的水水質更差因此水垢也更多,這就更加劇了鍋爐裡的受熱不均勻。而鍋爐容積與鍋爐厚度的比值遠遠大於家中的牛奶鍋,所以一旦發生嚴重的受熱不均勻,就不止是把灶臺搞得一塌糊塗這麼簡單了,而很有可能發出一聲驚天巨響。

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這個問題的解決還得依賴於工程師的創意。鍋爐的爆炸歸根到底是受熱面積太小,而且不均勻造成的,那麼如果能增大接觸面積,而且讓水垢難於沉積,不就解決問題了麼?於是工程師們決定用銅管一端處於煤炭火焰中,一端處於鍋爐中形成一個熱管以此希望解決這個問題。不過一開始效果不是很好,因為當時的生產工藝沒法提供這麼粗的純銅棒。直到英國人喬治.斯蒂芬森出現才徹底解決了這個問題。

當然斯蒂芬森也沒有解決粗銅棒的製造問題,不過他創造性的一口氣在鍋爐中設置了二十五根純銅熱管。這一舉措大大提升了鍋爐的功率和煤炭燃燒的效率,掌握著這一技巧的斯蒂芬森開始尋找投資者。

愛德華.皮斯等富商支持了他,並於1825年建成了達林頓“鐵路”。不過,這條鐵路設計上存在很多缺陷,因此達林頓“鐵路”上更常見的是馬車飛馳的景象。我們不要小看了這些飛馳的馬車,它們既是對火車速度無情的嘲笑,又是對這種新型軌道交通技術無言的禮讚。既然軌道能讓馬車跑的更快,那沒理由會讓機車跑得更慢。

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縱觀人類歷史,早期文明幾乎都出現河邊,而中世紀文明多出現在海邊。大江大海提供了便利的航線,降低了物流成本也孕育了文明。而鐵路就是人造的江河,必將在文明發展中迸發出巨大的力量。

英國西北地區的富商因不堪忍受運河老闆強行徵收高昂的通行費,決定利用斯蒂芬森的技術在利物浦和曼切斯特之間修建一條全長50公里的鐵路。這是一個好的徵兆,鐵路使文明更快的向內陸擴張,最終蔓延到了歐洲傳統上的內陸國家。

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