骑士书屋 通过搜索各大小说站为您自动抓取各类小说的最快更新供您阅读!

谈及蒸汽机,体积大小总是个绕不开的话题。在宋毅骋所处的年代,蒸汽机火车的车头看似庞大,实际上那只是用来烧蒸汽的锅炉罢了。真正发挥关键作用,产生推力让火车前行的蒸汽机活塞部分,其实并不大——长度不过两米,直径也仅仅六十厘米。

因为是辅助动力,所以在帆船上的应用并不需要太大的功率。几十马力,甚至几马力便足以应对大多数情况。这样的蒸汽机,其气缸、曲轴和活塞部分的大小,甚至还没有一个12马力的单缸柴油机来得大。

以这80尺的帆船为例,蒸汽机作为辅助动力,全船仅需50匹马力便完全可以应对。因为在正常航行的情况下,螺旋桨几乎派不上用场,风帆的速度已然足够。辅助螺旋桨主要是在万一出现意外情况,比如误入无风带或者离港时才会启用。

这个难度甚至比设计可折叠螺旋桨的技术难度还要小。既然是辅助动力,螺旋桨的尺寸也就可以相应缩小。直径一尺便足够使用,关键在于桨叶要能够折叠,这样在依靠风帆航行时,便可以减小水下的阻力。

正因为所需的马力小,所以用来产生高压蒸汽的锅炉也就不需要太大。一个两米长的锅炉便足够使用。锅炉小了,自然消耗的煤炭也就相应减少。

“老爷,那需要多少煤啊?若是锅炉终日不熄灭,恐怕…”金三儿担忧的说道。

“好,那我们就来粗略计算一下…”

假设要把一千克的水从常温25°c烧开至沸腾点100°c,那么就需要计算水吸收的热量。这个热量主要由两部分组成:

粗略的算算,可以使用比热容来计算,水的比热容大约是 4.186 kJ\/(kg·°c)。因此,加热1kg水从25°c到100°c所需的能量可以用以下公式计算:

q = m * c * Δt

也就是所需的热量,单位焦耳,=质量,单位千克*水的比热容4.186 千焦kJ\/(kg·°c)* 温度差75摄氏度。

那么让1千克水达到100度,所需的热量就是1kg * 4.186K J\/(kg·°c) * 75°c= 313.95千焦

当然了,使水在100°c沸腾所需的汽化潜热,这个有标准答案,那就是标准大气压下约需要2260 kJ\/kg,也就是说这1千克开水还需要这么多热量才能气化。

所以,理论上让1千克水变成水蒸气需要的总热量是313.95千焦加上2260 kJ,共2573.95千焦。

假设宋毅骋所有煤炭都是标准煤的热值,也就是说1千克煤炭完全燃烧时所释放的热量是7000大卡或者千焦,千焦大于2573.95千焦,而且是10几倍。那么理论上1千克煤能让10千克以上的水完全变成水蒸气。

当然了,理论只是理论,实际上受到热量损失和锅炉效率的影响,只有部分热量能用于产生蒸汽。

“老爷,这?小的听不懂啊?”金三抓挠着头发。

“没关系,这个薄珏来处理就行。”说着宋毅骋看向薄珏,见他点头,说明他是能理解的了的。

下一步,就需要计算运转蒸汽机,每小时需要多少煤,但在此之前,需要先计算需要多少千克的蒸汽。

首先要知道,标准大气压下的饱和蒸汽,气化所需的热量是2260 kJ\/kg,增压会降低这个数值,大概在2倍大气压下,蒸汽的汽化潜热是2200,4倍大气压下是2132。差距不大,所以就按照标准气压下的2260计算就可以了。

假设蒸汽机马力为100马力,换算成功率也就是等于瓦。

再次假设蒸汽机的效率为10%。

那么蒸汽机每小时做的功就是:

瓦x 3600秒\/小时 = 焦耳\/小时

由于蒸汽机的效率是10%,所以实际上需要从蒸汽中吸收10倍于此的能量,那么结果就是每小时需要焦耳的能量。

最后,可以使用这个能量值来计算所需的蒸汽质量:

所需蒸汽能量 ÷ 蒸汽的汽化潜热 = 所需蒸汽质量

焦耳\/小时 ÷ 焦耳\/kg = 1170.7 kg\/小时

所以就是说,100马力的蒸汽机,每小时需要1170千克的蒸汽。

那么持续产生1170千克的水蒸气,需要多少煤呢,之前的1千克煤能让10千克水完全变成水蒸气,这里的水是25度,但现在,不需要每次都用冷水烧蒸汽,因为烧开之后会一直保持水温在100度上下,所以,1千克煤炭是千焦,除以1千克蒸汽所需要的热量2260千焦,那么就是说,1千克煤炭能出大约13千克蒸汽。

那么1170千克蒸汽除以13千克蒸汽就等于90千克煤炭。

也就是说100马力的蒸汽机功率全开油门到底,同时水已经烧开的情况下,每小时还要消耗90千克煤炭来持续让开水变成蒸汽。

所以50马力的话,每小时就只需要45千克煤炭了,24小时需要1080千克,那么90天就需要千克,也就是97吨。

这还是马力全开,保持50马力的最大功率不停地情况下,100吨煤可以用90天。

也就是说,宋毅骋这个80尺的最小帆船,装载100吨煤炭可以用90天。

但实际上,马力全开的情况并不多,所以,90天的话,根本也就用不了这么多煤,甚至30吨都永不了,想想以前家里400平米的房子冬天烧锅炉,一个冬天3、4个月,才用两三吨煤,烧热点,也不过四、五吨煤,因为烧暖气是需要散热进行热交换的,但蒸汽机的锅炉不但不需要热交换,还要尽力的去保温,所以90天保持锅炉的水在100度上下,也就是这么些煤。

当然了,也是可以装这么多的。

如果把煤炭压实,密度大概是1.5,如果压不实,可能密度就是1.2。

这也跟煤炭品种有关系。

按照1.5的密度,100吨煤需要66.67立方。

一个4米宽8米长,2米高的空间,就差不多完全可以装下这100吨煤炭了。

正好80尺的帆船的底仓宽度有8米,高度有两米多,长度有全长的三分一左右也有9米,所以,底仓一半儿都是装的煤炭,另一半就是蒸汽锅炉与蒸汽机设备,还有一些附属设备。

这个长宽比还不到4比1,但是没办法,宋毅骋那个维度的小帆船,都是这样的,90英尺的长度36英尺的宽度,多的是。

“老爷,看图纸,这么小的船,除了自重,再加上载重,这还能浮起来吗?”金三儿指着图纸说道。

骑士书屋推荐阅读:人在大唐已被退学王爷要咬人:宝贝,别太坏!南明:重生朱由崧全民穿越:原始时代轩辕三国灭宋大明:开局撞柱,吓坏满朝文武大唐:旅行青蛙,开局长生不老三国:吾乃西凉统帅王妃太狂野:王爷,你敢娶我吗姬周八百年?大周:我千年起步寡女悍将朝天子大唐:跟着李世民打天下徐知证传民国神医:从诊治上海滩大佬开始穿越汉末:我刘璋收拾旧山河行道:兵道宋缔三国:武力升满,开局杀穿草原侯爷,夫人她又虐渣了穿越科举,我驰骋官场小子,快给爷科考去盛唐舰载特重兵趣味世界简史倾城欢都市邪主大辽之从监国之路开始多子多福,大明最强太子!徐怀小说免费阅读全文明末:复国从始皇帝嬴政开始重生三国魏延,睁眼就被刘备坑死双枪皇帝大唐:兵圣驸马爷回到古代打江山三国昭烈皇帝大唐:我有一个微信聊天群道魂谍影森森离婚后,陆总只对她服软一统天下全靠朕自己!系统:笑了大秦:多重人格,被祖龙模拟人生玩转明末萌妻私房菜李自成:重整河山复大顺十岁让我当摄政王,还托孤女帝?错进洞房:娘子快到碗里来开局向朱元璋直播朱棣会造反大唐:躺平的我发现老婆是公主!
骑士书屋搜藏榜:侯爷,夫人她又虐渣了孤岛喋血日不落盛唐农门辣妻巧当家一介布衣农门悍妻:带着萌宝嫁皇帝明日传奇夙志寒门小郎君大顺宝藏穿越科举,我驰骋官场我生活在唐朝大秦:我真的不想当太子啊!大明:你这也叫坐牢?老朱羡慕了大周残阳清穿守则代夏血狼雇佣兵的古代征战小子,快给爷科考去吾父朱高煦大秦神捕大秦之无敌马车满朝佞臣,孤要做千古暴君大明成化:开局先干掉亲爹朱叫门赝品太监老师带我回地球半山亭汉武风云之陈府二少爷水浒传之我是林冲三国之风起南疆女神有药gl盛唐舰载特重兵公牛传人趣味世界简史最强吕布之横扫天下北宋有坦克大宋水浒武松指点江山天命贵妻,杠上嚣张战王山沟皇帝视频通历史:开局剪辑十大盛世倾城欢都市邪主王牌悍妃,萌夫养成雇佣兵系统,开局卖掉倭奴所有人(完结)女特工穿越成首富千金:特工皇后大唐:开局拐走李世民女儿重生世子平天下纵天神帝重生之大科学家
骑士书屋最新小说:大韩之忠心靠山王我妻上将军无敌县令的故事梦离靡太微战纪三国:十倍速度,貂蝉说我太快了古董我在大明搞直播食人山庄功夫好?手榴弹怕不怕龙与帝王:化作真龙降临历史之中皇后让我别再来了性转成少女才不会白给呢破碎战争穿越后成为曹魏第一权臣穿成傻子后,彻底放飞自我策马大明大唐:开局被当成妖怪怎么办?穿越大秦,以武止戈,横扫六合!水浒风云大宋头条好汉三国重生廖化助刘备兴复汉室明末之烽火连城成为御史后,我怒喷建文帝嬴政失眠,熊孩子讲荆轲刺秦哄睡大秦:和谈被扣押,融合魔龙凯多兵者,侠也饥荒年,我搬空现代仓库,娇养古代绝美女帝时光之轮:光绪帝的逆袭有一个传奇春秋吴国全家战死你退婚,我逆势崛起你别哭啊混在大唐当首富残明,山海乱红楼:武震天下乱世三国:一统天下东周列国志注释白话文开封奇案之牛周探案中兴大明,从绞杀吴三桂开始重生秦时之风云传奇我成了汉惠帝?魔幻雄心:重返日不落帝国汉末战国以弃子开局,成就千古一帝再统东汉大秦:哥,把刀放下重生之西班牙帝国穿越时空征战沙场穿到灾年,别人饥荒我顿顿吃肉峰雪山谋定三国之贾诩文和世纪指挥官沙雕网友援北伐