锅炉试压的惊景犹在眼前,那嵌入横梁的铁塞和嘶鸣跳动的铁罐,如同烙印般深深刻在了每位工匠的心中。无需刘协再多言,所有人都对那看似无形、实则蕴含雷霆之力的蒸汽,生出了最深的敬畏。
“力既已知其可畏,下一步,便是要知其大小,控其狂放。”刘协环视着惊魂初定的工匠们,声音沉稳地将议题引向深入,“锅炉之内,蒸汽之力积聚,我等在外,如何能知晓其内压力几何?若盲目加热,不知其限,今日之险,恐成明日之灾。”
他提出两个亟待解决的核心问题:“其一,朕需要一物,能如尺量布、秤称物般,直观显示锅炉内部压力之强弱,此物可称之为‘压力计’。其二,需设一机关,当压力达到我等预设之安全极限时,能自行开启,泄放多余蒸汽,以防锅炉炸裂,此物可称之为‘泄压阀’,或称‘安全阀’。”
压力计?安全阀?这两个前所未闻的名词让工匠们陷入了沉思。有人提议用弹簧配合指针,但如何校准、如何保证在高温高压下弹簧特性不变,皆是难题。有人设想用杠杆重物,结构却又过于笨重复杂,难以实用。
棚屋内议论纷纷,提出了数种方案,却都被一一否定。刘协见众人眉头紧锁,实难想出可行之法,心中暗叹,也难怪他们,这个时代对气压的认识几乎空白,更遑论精确测量了。
他不再等待,缓缓开口,提示道:“朕曾闻,道家方士炼丹,常用一物,其色如银,其质如流,沉重异常,名曰‘水银’(汞)。此物有一特性,置于密闭管中,一端承受压力,其液面便会变化。”
说着,他拿起炭笔,在地上画了一个巨大的“U”形管图案。“若以此U形玻璃管,一端连接锅炉,另一端敞开于外。管内注入部分水银。锅炉无压时,两端液面平齐。当锅炉内产生压力,连接锅炉一端的液面便被压低,敞开一端的液面随之升高。两端液面高度之差,便可间接反映锅炉内压力之大小!此物,朕称之为‘U形管水银压力计’!”
原理一出,不少工匠眼中已现恍然之色。水银他们或有耳闻,此计构思之精巧,确实超乎想象。
然而,年轻的马钧却盯着那“U形玻璃管”,提出了一个关键且实际的问题:“陛……陛下,此计甚妙!然……然则,如何观瞧管内水银高低?寻常琉璃,色浊不清,难以透视。且……且琉璃价昂,堪比金玉,恐难寻得如此通透、且能弯制成U形之琉璃管……”
“琉璃?”刘协先是一怔,随即猛地一拍额头!“是了!玻璃!”
他这才恍然想起,此时所谓的“琉璃”,乃是来自西域的稀罕物,色泽斑斓却大多浑浊不透,且因工艺艰难、运输遥远,价格被炒得极高,素有“一琉璃,百斤金”的说法,仅供最顶级的皇室贵族赏玩,根本不可能用于工坊制造量具。
“买是决计买不起的,也买不到合用的。”刘协心中暗道,目光不由得投向脑海深处那团光芒。能量已因之前兑换蒸汽机、火炮和珍妮机图纸消耗大半,所剩无几,此刻更是显得有些黯淡。“难道要动用这最后的能量,来兑换玻璃制法?”
他看着眼前一众渴望又带着些许迷茫的工匠面孔,想着那关乎蒸汽机成败的压力测量,以及未来无数可能需要透明材料的应用(如望远镜、显微镜),把心一横:“罢了!能量耗尽还可再积攒,此物关乎格物之基,必须拿下!”
意识沉入,沟通“智能”,明确需求——“兑换古法玻璃制造工艺,包含原料、配方、熔炼、成型、退火等完整流程及要点。”
刹那间,一股信息洪流涌入脑海,比之前任何一次都更为庞杂细致。与此同时,脑海中的光团以肉眼可见的速度急剧缩小,最终变得如同风中残烛,微弱欲熄,显然能量已濒临耗尽,即将进入漫长的待机恢复状态。
刘协顾不上心疼,立刻收敛心神,消化着这宝贵的知识。他快步走到桌前,铺开新的绢帛,提笔蘸墨,开始飞速写画。
“琉璃之贵,在于其秘。然朕所知之法,源自天成,取之不尽!”刘协一边画,一边朗声说道,声音中带着一丝兴奋,“其主要原料,不过三样:石英砂(其主要成分是二氧化硅)、草木灰(提供碳酸钠,助熔,降低熔点)、石灰石(提供氧化钙,增加化学稳定性)!比例为七份砂,两份草木灰,一份石灰石!此外,可加少量硝石或食盐作为澄清剂,助其去除液中气泡,可得通透之效!”
他笔下不停,画出了简易的玻璃熔窑结构,标注了投料口、燃烧室、烟道。“需建专用坩埚窑,以高温将其熔化成液态!”
接着,他又画出吹制铁管、压制模具的草图。“成型之法,或以此铁管蘸取玻璃液,人工吹制;或将其注入模具,压制成型!”
最后,他重点画出了一座退火窑的详细结构,并标注要点:“玻璃成型后,切忌骤冷!需放入此退火窑中,让其温度缓缓下降,历时一日甚至更久,方可消除内应力,防止其自行开裂碎裂!此乃关键!”
还补充了着色之法:“若欲得彩色琉璃,可在配料中加入金属氧化物。如加孔雀石粉末或铜屑,可得绿色;加金粉或极细铜粉,可得红色;加锰矿粉,可得紫色……变幻无穷!”
众工匠围拢过来,看着天子笔下流淌出的前所未闻的工艺流程,从目瞪口呆逐渐变为如痴如醉。原来那价比黄金的琉璃,竟是用随处可见的沙石草木烧制而成?这简直是点石成金的神术!
看着这些详尽无比、逻辑清晰的图纸和说明,马钧激动得口吃都似乎减轻了些:“陛下……天……天工开物!此……此乃天授之术啊!”
刘协写完最后一笔,放下笔,长舒一口气。他看着绢帛上墨迹未干的玻璃制法,心中一块大石落地。有了此法,不仅压力计可成,未来更可衍生出无数可能。
忽然,一个念头如同电光石火般闪过他的脑海——“若是……若是用此法,精心制作一件龙形琉璃器,色泽艳丽,栩栩如生,然后通过隐秘渠道,让那僭越称帝、最好奢华的袁术‘偶然’得知并得到……以其心性,会出何等天价来购买这件‘天赐祥瑞’?”
千金?万金?恐怕都不止!这简直就是一条从敌方口袋里掏钱补充军费的绝妙捷径!
想到这里,刘协嘴角不由勾起一丝意味深长的笑意。这玻璃,看来不光是格物之基,还是生财之宝,甚至……可成为惑敌之策。
“好了,”刘协收敛心神,将玻璃制作的图纸郑重交给一位负责窑炉的老匠师,“即刻遴选人手,就在这附近筹建琉璃工坊,优先试制透明琉璃板与管材,朕等着用来做压力计。至于彩色琉璃及器皿制作,稍后进行。”
“遵旨!”老匠师双手颤抖地接过图纸,如同捧着传世珍宝。
如今这处工坊几乎涵盖了整个大汉最精锐的一批工匠,如今更是被贾诩绣衣使以及精心挑选的羽林卫,保护的严严实实,其中一层甚至还有挑选培训的死侍,而这里还有一密室,专门用来存放天子写下的各种奇技淫巧,进行封存研究。
至于身边的护卫,看看典韦这憨样,应该是看不懂的。
解决了窥测压力之“眼”的难题,刘协再次将目光投向那锅炉模型。
“压力可知,还需能控。这安全阀,诸位可有构思?”
有了压力计的启发,众人的思路也活跃起来。很快,在刘协的引导下,一个利用杠杆和重物原理的简易安全阀方案被提了出来:在锅炉顶部设一阀门,以杠杆连接,杠杆一端可悬挂重物(或使用弹簧,但弹簧工艺尚不成熟)。通过计算或实验,确定安全压力对应的重物重量(或弹簧力)。当锅炉内压力超过此限,便会顶起阀门,自动泄放蒸汽;待压力下降,阀门又在重物作用下自行关闭。
虽然这最初的安全阀必然粗糙,需要反复调试,但至少提供了一个行之有效的方向。