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兵械院后院,那段被刻意引流制造出平缓水流的小溪边,成了临时的试验场。
一个缩小版的“卧式水轮”模型被架设起来,它看起来确实像个巨大的、侧卧着的马车轮,轮周装有弧形的木质叶片,半浸入水中。
王铁锤挽着袖子,亲自带人调试。第一次下水,水流推动叶片,轮子懒洋洋地转了几圈,便慢了下来,几乎停滞。
“加重量!模拟纱锭的阻力!”王铁吼道。学徒们在传动轴上挂上砝码。轮子挣扎着又转了两下,彻底停住。
“力道不够!”一个匠人沮丧道。“叶片角度不对!”
另一个老匠师眯着眼,“这弧线太平,兜不住水!得像勺子一样,能舀着水走!”
“有道理!”王铁锤一拍脑袋,“拆下来!改叶片!”
叮叮当当的修改声再次响起。叶片被重新塑形,弧度更大,更利于“舀水”。
再次下水,情况稍好,但依旧无力。
宋应文拿着炭笔和本子,记录着每一次转速和拉力的数据,眉头紧锁:“水流推力是有了,但转换效率太低。很多力都浪费在推水、搅水上了。”
叶明站在一旁,观察着水流的形态,忽然道:“或许…我们该给它做个‘房子’?”
众人一愣:“房子?”
“对,一个木制的水道。”叶明比划着,“把水流约束起来,让它更集中、更平稳地冲击…不,是推动叶片。就像把散兵游勇变成整齐的队列,力量更能使到一处。”
这个比喻形象易懂。工匠们立刻动手,用木板打造了一个狭窄的导流槽,将水流引导至卧轮的下半部分。果然,经过导流的水流更加有力,卧轮的转速明显提升!
“有用!”众人精神一振。
接着,又开始微调叶片的角度、浸入水中的深度、以及导流槽的形状。
每一次微调,宋应文都详细记录数据,寻找着最佳组合。
失败、调整、再试…这个过程枯燥而漫长,但工匠们早已习惯,甚至乐在其中。
数日后,经过无数次优化的卧轮模型,终于能在平缓的水流下,稳定地输出足以带动模拟负载的扭矩了!虽然功率仍不及北疆的立式水轮,但已远超人力!
“成了!哈哈!俺就知道能行!”王铁锤兴奋得满脸通红,挥舞着拳头。工匠们也纷纷击掌相庆,疲惫的脸上洋溢着成功的喜悦。
叶明看着那稳定转动的卧轮,心中松了口气。技术的适应性改进,又迈过了一道坎。
他立刻下令:“立刻绘制详细图纸,标注所有最佳参数。王师傅,你带人留守,继续优化,准备扩大试验。我修书一封,你派人快马送往苏州,让那边的匠人依此新法改建水轮!”
“得令!”王铁锤嗓门洪亮,充满了干劲。
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