飞轮开始转动。
一圈、两圈、三圈。
活塞在气缸里来回运动,速度稳定,行程精准。
十圈。
二十圈。
没有卡死,没有漏气。
薄珏又等了片刻,然后站起身,从记录本上撕下一页纸,写了一行字:
“崇祯二十年五月十三,多层膨胀铜环首次装车测试。常温装入,高温自动贴紧。不漏气,不卡死。热胀冷缩,反用亦可。”
随后,他把这页纸夹在《力学初解》的热应力与材料膨胀这一章里,合上书。
......
宋应星蹲在锅炉前,面前摆着一堆铁片和铜片。
他正在测试安全阀。
陛下在《热学初解》里写了一段关于锅炉安全的警告:“锅炉乃压力容器,若压力过高,超过材料极限,必炸裂伤人。故必须设计安全装置,当压力超过限值时,自动泄压。”
宋应星把这段话抄了三遍,贴在作坊的墙上,每天抬头就能看见。
他设计的安全阀是一个由弹簧压住的泄压口。
泄压口开在锅炉顶部,平时被一个铜制阀瓣堵住,阀瓣被弹簧压着,弹簧又用一根可调节的螺丝固定住。
当锅炉内压力升高时,蒸汽的压力作用在阀瓣上,试图将它顶开。
但只要弹簧的弹力大于蒸汽的压力,阀瓣就不会动。
当蒸汽压力超过弹簧弹力时,阀瓣就会被顶开,蒸汽从泄压口喷出,锅炉内压力下降,直到重新低于弹簧弹力,阀瓣复位。
关键是弹簧。
弹簧太软,工作压力下就会漏气。
弹簧太硬,超压了都打不开,等于白装。
宋应星用不同直径的铁丝绕了二十几个弹簧,一一测试。
他把弹簧装在测试架上,一端固定,另一端挂上不同重量的砝码。
砝码的重量从一斤加到十斤,记录每一个弹簧的压缩量。
他在纸上画了一条曲线,横轴是砝码重量,纵轴是压缩量。
曲线的斜率就是弹簧的弹性系数。
他又计算了蒸汽压力作用在阀瓣上的总力。
阀瓣直径约莫一寸,面积约零点七八平方寸。
锅炉安全压力是两个大气压。