第44章 水泵機組
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說起來製造水泵和蒸汽機都是非常簡單,但是實際上鑄造加工起來,還是頗為複雜。
這是最考驗技術的地方,也是老師傅手藝與現代知識結合的關鍵。
為了減少製造的複雜程度,陳曉克采用現代設計軟件在虛擬世界中提前完成絕大部分的設計、計算、仿真和優化工作,將1950年代需要靠大量實物試錯、耗費巨大人力物力的過程,壓縮到一台筆記本電腦中完成。
首先使用三維建模。
在電腦上精確繪製出水泵、蒸汽機的每一個零件,並將它們虛擬裝配成整機。
軟件可以自動檢查出零件在裝配中是否會發生碰撞、幹涉。
這避免了在1950年代需要製作多個實物木模和樣機才能發現的結構錯誤,節省了大量時間和材料。
軟件可以直接從三維模型生成精準的二維工程圖紙,包括尺寸、公差、表麵粗糙度要求等。
陳曉克就可以將這些圖紙打印出來,雖然不能帶回1950年代,但在陳曉克的心裏已經建立了一個標準。
在設計階段就能通過軟件發現結構中薄弱的、應力過大的部位,並在製造前就進行加強優化,避免了產品在實際使用中發生斷裂的風險。
現代軟件還有一個功能,就是流體仿真。
作用是對水泵的內部流場進行模擬計算。
這樣陳曉克可以在電腦上無限次地修改葉輪的葉片形狀、包角、進出口角度以及泵殼的蝸室形狀,並立即通過仿真看到流量、揚程和效率的變化。
這相當於在虛擬世界進行了成千上萬次試驗。
在製造出第一個實物之前,他就能準確地預測出最終水泵的流量揚程曲線、效率曲線和汽蝕餘量。
這使他能直接給出一個最優化的設計,而不是像1950年代那樣先憑經驗做一個,測出來不行再修改。
仿真可以直觀顯示哪裏會產生破壞性的氣泡,從而在設計階段就避免這個問題。
軟件結構仿真與有限元分析,對零件的強度、剛度、疲勞壽命進行計算。
陳曉克還可以用軟件精確計算鍋爐在不同壓力下的應力分布,從而科學地確定鍋爐壁需要多厚,開孔處如何加強,而不是僅僅依賴經驗公式和盲目加大安全係數,實現了在安全的前提下最經濟的設計。
對蒸汽機的曲軸進行仿真,可以預測其在工作轉速下的振動情況,避免因共振導致機器損壞。
計算軸承的負載和預期壽命,指導選用合適的型號。
其他的製造困難都一個個被攻克,最後,“我們需要一塊壓力表。”
“找工業局問問吧?”
可是工業局給的回話是沒有,讓前進廠自己想想辦法。
這話說的讓陳曉克聽的牙都癢癢的,這真是這9也沒有那也沒有。
現代社會幾十上百就能隨便買的東西,這個時代一個省都買不到。
可是活人不會被尿憋死,沒有壓力表,就用液柱壓力計。
這是基於流體靜力學原理,利用U型玻璃管中液柱的高度差來測量壓力。
材料上隻需要一段透明的玻璃管、橡膠軟管、一塊刻有高度刻度的木板、水銀或水。
將玻璃管彎成“U”型,固定在標尺板上,一端連接鍋爐的蒸汽空間,另一端敞開於大氣。
這種液柱壓力計原理簡單,絕對準確,它是壓力的基本定義,無需校準,其準確性隻取決於液柱高度和液體密度的測量,非常可靠。
不需要精密加工,隻需要簡單的玻璃工和木工。
當然它也不是沒有缺點,這種液柱壓力計笨重、易碎、玻璃管和液柱不便操作,還需要人工讀取液麵高度。
這也是它被慢慢淘汰的原因。
為了防止壓力過高,陳曉克還增加了安全閥,一旦壓力過高就會自動泄壓。
設計、鑄造、車、鏜、打磨,前前後後用了一個多月,才把水泵和蒸汽機製造出來。
如果算上陳曉克在現代忙活的日子,都快三個月了。
而這時廠裏的水井也被深挖好,出水量足夠,接上了前進廠自己生產的鑄鐵管。
安裝上水泵,隻需要給蒸汽機點火升壓,就要開始做功抽水。
實際上蒸汽機已經實驗過了,水泵也實驗過,但是沒有組合在一起實驗。
今天總算是都完成了試驗。
站在廠區中央,那台嶄新的、還帶著鑄件毛刺和機油味的蒸汽水泵機組已經安裝就位。
蒸汽機的爐膛裏煤火正旺,發出輕微的呼呼聲,粗壯的鑄鐵飛輪靜靜地等待著第一次轉動。
連接著深井的水泵進出口管道也已對接完畢,就等一聲令下。
陳曉克正蹲在蒸汽機旁,最後一次檢查著那個臨時搭建卻至關重要的U型管水銀壓力計。
透明的玻璃管內,水銀柱在標尺的“0”刻度線微微晃動。鄒師傅手持鐵鍬,守在爐門前,緊張地盯著壓力計;劉師傅和魏師傅則分別站在水泵和傳動帶旁,準備隨時應對突發情況。
整個工廠的工人都自發地圍了過來,屏息凝神,等待著激動人心的試車時刻。
就在這時,廠門口傳來了幾聲清脆的汽車喇叭聲和刹車聲。門衛老魏頭慌慌張張地跑進來:“經理!經理!來了好多小汽車!沈局長…沈局長陪著大領導來了!”
眾人聞言一愣,紛紛轉頭望去。隻見廠門口停著三輛吉普車,沈局長帶著一群人下來。
為首的是一位身穿灰色中山裝、氣質沉穩的中年幹部,身邊跟著幾名秘書和幹部模樣的人。
沈局長一眼就看到了廠區中央那台顯眼的新設備和圍觀的工人們,也看到了愣在原地的陳曉克。
他趕緊招手,示意陳曉克過來。
陳曉克連忙小跑過去。
沈局長壓低聲音,語氣帶著一絲緊張和興奮:“曉克同誌,這位是市委鄧書記,書記剛從洪都機械廠籌建處視察回來,聽我匯報了你們廠的情況,特意過來看看!你們這是…在搞什麽大動靜?”
陳曉克心裏也是咯噔一下,趕緊匯報:“報告局長,報告書記!我們正在準備試運行廠裏自己設計製造的第一台蒸汽水泵機組,打算解決廠裏的供水和消防問題。”
鄧書記聞言,臉上露出濃厚的興趣:“哦?自己造的蒸汽機和水泵?這可是解決生產實際問題的好事情嘛!正好,讓我們也觀摩學習一下!”說著,便邁步向機組走去。
沈局長趁機拉了一下陳曉克,低聲略帶埋怨:“你小子!搞這麽大動作也不提前跟我通個氣!這要是試車不成,在書記麵前出了洋相…”
陳曉克也是手心冒汗,低聲道:“局長,我們也是剛組裝好,心裏沒十足把握,本想自己先試成了再向您報喜…”
事情也確實是這樣,之前試車也出現了不少問題,誰知道組裝上還會不會出現問題。
難道還能把領導呼來喝去耍著玩嗎?
“行,你們準備的怎麽樣了?”沈局長也能體會陳曉克的難處。
“已經點火了,壓力上來就可以試著抽水了。”
鄧書記也站到鍋爐邊,看著陳曉克過來,就道,“你們準備好了嗎?”
“準備好了。”
“那就開始吧!”
“是。”
陳曉克深吸一口氣,快步走到機組前,大聲下令:“鄒師傅,加煤,升壓!準備試車!”
鄒師傅響亮地應了一聲“好嘞!”,用力鏟起一鍬煤投進爐膛。火焰頓時更加旺盛,蒸汽機鍋爐發出“咕嚕咕嚕”的水沸聲。
所有人的目光都聚焦在那根U型管壓力計上。
隻見玻璃管中的水銀柱,開始極其緩慢卻穩定地向刻度標尺的上方爬升。0.05MPa…0.1MPa…車間裏鴉雀無聲,隻有爐火的呼嘯和壓力計液麵上升時幾乎微不可聞的摩擦聲。
鄧書記看得津津有味,指著壓力計問陳曉克:“陳經理,你們這個土辦法測壓力,很科學嘛!讀數清晰得很!”
陳曉克連忙解釋:“報告書記,暫時買不到壓力表,我們就用這土辦法頂一頂,原理是一樣的,保證安全可靠!”
當水銀柱穩穩地停在0.35MPa的刻度時,陳曉克看向鄒師傅。鄒師傅會意,用力點了點頭,表示鍋爐運行平穩。
“壓力到位!劉師傅,準備脫開空轉!”陳曉克下令。
劉師傅應聲操作,脫開了傳動帶與水泵的連接。
魏師傅迅速打開了蒸汽機通往飛輪的蒸汽閥門。
“嗤——哧——”一陣急促的蒸汽噴發聲響起,那巨大的鑄鐵飛輪先是猛地一顫,接著便開始緩慢而有力地轉動起來,並且越轉越快,越轉越平穩!皮帶輪帶著空轉的傳動帶呼呼生風,蒸汽機發出的節奏均勻的“哧哢哧哢”聲充滿了力量感,仿佛一個巨人的心髒在強健地跳動!
“好!”圍觀的人群中爆發出第一聲喝彩!
鄧書記和沈局長臉上都露出了讚賞的笑容。
空轉運行了五分鍾,確認蒸汽機運轉正常後,陳曉克深吸一口氣,發出了最終命令:“合上傳動帶!水泵啟動!”
劉師傅看準時機,麻利地將傳動帶推入工作位置。
動力瞬間傳遞到了水泵上。水泵先是發出一聲低沉的嗚咽,緊接著,一股渾濁的、夾雜著氣泡的井水猛烈地從出水口噴湧而出,射向空中,劃出一道有力的弧線,然後水流迅速變得清澈、穩定、洶湧!
水柱重重地砸在預先挖好的泄水渠裏,發出嘩啦啦的巨響。
魏師傅早就帶人打開了通往屋頂蓄水池的閥門,水流立刻沿著管道奔騰而上!
“成功啦!出水啦!”工人們歡呼雀躍,掌聲雷動!
鄒師傅激動得滿臉通紅,不住地用棉紗擦著手。
劉師傅和魏師傅相視一笑,長長地舒了一口氣。
鄧書記用力地鼓著掌,對身邊的沈局長說:“老沈,看到了嗎?這就是‘自力更生,艱苦奮鬥’!一個小修理廠,能造出這麽好的機器,解決了大問題!了不起!”
他走上前,緊緊握住陳曉克和幾位老師傅滿是油汙的手:“同誌們,辛苦了!我代表市委祝賀你們試車成功!你們這種敢想敢幹、勇於攻堅克難的精神,值得全市的工廠企業學習!你們不僅解決了自己的困難,更展現了我們地方工業的潛力和誌氣!”
沈局長也是滿麵紅光,與有榮焉,之前那點埋怨早已煙消雲散,隻剩下滿滿的驕傲。
“你們要再接再厲,擴大生產,把水泵和蒸汽機多多的生產,解決其他部門的用水難題。”
陳曉克激動地匯報:“請書記放心,請局長放心!我們下一步就著手小批量生產這種機組,爭取為我市更多的工廠和農村抗旱提供可靠動力!”
鄧書記讚許地點頭:“好!很有誌氣!市裏和工業局要大力支持!要把‘前進廠’的經驗推廣出去!”
領導們的車隊在工人們的歡送下離開了工廠,但廠裏的興奮氣氛久久沒有平息。
那台蒸汽機機依然不知疲倦地轟鳴著,將清澈的井水源源不斷地泵送至高處。
