第44章 水泵机组

说起来制造水泵和蒸汽机都是非常简单，但是实际上铸造加工起来，还是颇为复杂。

这是最考验技术的地方，也是老师傅手艺与现代知识结合的关键。

为了减少制造的复杂程度，陈晓克采用现代设计软件在虚拟世界中提前完成绝大部分的设计、计算、仿真和优化工作，将1950年代需要靠大量实物试错、耗费巨大人力物力的过程，压缩到一台笔记本电脑中完成。

首先使用三维建模。

在电脑上精确绘制出水泵、蒸汽机的每一个零件，并将它们虚拟装配成整机。

软件可以自动检查出零件在装配中是否会发生碰撞、干涉。

这避免了在1950年代需要制作多个实物木模和样机才能发现的结构错误，节省了大量时间和材料。

软件可以直接从三维模型生成精准的二维工程图纸，包括尺寸、公差、表面粗糙度要求等。

陈晓克就可以将这些图纸打印出来，虽然不能带回1950年代，但在陈晓克的心里已经建立了一个标准。

在设计阶段就能通过软件发现结构中薄弱的、应力过大的部位，并在制造前就进行加强优化，避免了产品在实际使用中发生断裂的风险。

现代软件还有一个功能，就是流体仿真。

作用是对水泵的内部流场进行模拟计算。

这样陈晓克可以在电脑上无限次地修改叶轮的叶片形状、包角、进出口角度以及泵壳的蜗室形状，并立即通过仿真看到流量、扬程和效率的变化。

这相当于在虚拟世界进行了成千上万次试验。

在制造出第一个实物之前，他就能准确地预测出最终水泵的流量-扬程曲线、效率曲线和汽蚀余量。

这使他能直接给出一个最优化的设计，而不是像1950年代那样先凭经验做一个，测出来不行再修改。

仿真可以直观显示哪里会产生破坏性的气泡，从而在设计阶段就避免这个问题。

软件结构仿真与有限元分析，对零件的强度、刚度、疲劳寿命进行计算。

陈晓克还可以用软件精确计算锅炉在不同压力下的应力分布，从而科学地确定锅炉壁需要多厚，开孔处如何加强，而不是仅仅依赖经验公式和盲目加大安全系数，实现了在安全的前提下最经济的设计。

对蒸汽机的曲轴进行仿真，可以预测其在工作转速下的振动情况，避免因共振导致机器损坏。

计算轴承的负载和预期寿命，指导选用合适的型号。

其他的制造困难都一个个被攻克，最后，“我们需要一块压力表。”

“找工业局问问吧？”

可是工业局给的回话是没有，让前进厂自己想想办法。

这话说的让陈晓克听的牙都痒痒的，这真是这9也没有那也没有。

现代社会几十上百就能随便买的东西，这个时代一个省都买不到。

可是活人不会被尿憋死，没有压力表，就用液柱压力计。

这是基于流体静力学原理，利用U型玻璃管中液柱的高度差来测量压力。

材料上只需要一段透明的玻璃管、橡胶软管、一块刻有高度刻度的木板、水银或水。

将玻璃管弯成“U”型，固定在标尺板上，一端连接锅炉的蒸汽空间，另一端敞开于大气。

这种液柱压力计原理简单，绝对准确，它是压力的基本定义，无需校准，其准确性只取决于液柱高度和液体密度的测量，非常可靠。

不需要精密加工，只需要简单的玻璃工和木工。

当然它也不是没有缺点，这种液柱压力计笨重、易碎、玻璃管和液柱不便操作，还需要人工读取液面高度。

这也是它被慢慢淘汰的原因。

为了防止压力过高，陈晓克还增加了安全阀，一旦压力过高就会自动泄压。

设计、铸造、车、镗、打磨，前前后后用了一个多月，才把水泵和蒸汽机制造出来。

如果算上陈晓克在现代忙活的日子，都快三个月了。

而这时厂里的水井也被深挖好，出水量足够，接上了前进厂自己生产的铸铁管。

安装上水泵，只需要给蒸汽机点火升压，就要开始做功抽水。

实际上蒸汽机已经实验过了，水泵也实验过，但是没有组合在一起实验。

今天总算是都完成了试验。

站在厂区中央，那台崭新的、还带着铸件毛刺和机油味的蒸汽水泵机组已经安装就位。

蒸汽机的炉膛里煤火正旺，发出轻微的呼呼声，粗壮的铸铁飞轮静静地等待着第一次转动。

连接着深井的水泵进出口管道也已对接完毕，就等一声令下。

陈晓克正蹲在蒸汽机旁，最后一次检查着那个临时搭建却至关重要的U型管水银压力计。

透明的玻璃管内，水银柱在标尺的“0”刻度线微微晃动。邹师傅手持铁锹，守在炉门前，紧张地盯着压力计；刘师傅和魏师傅则分别站在水泵和传动带旁，准备随时应对突发情况。

整个工厂的工人都自发地围了过来，屏息凝神，等待着激动人心的试车时刻。

就在这时，厂门口传来了