第358章 尺蒸汽帆船 (第1/2页)
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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31
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