蒸汽机主宰费城世博会？被誉机械馆不倦的“心脏”.pdfVIP

蒸汽机主宰费城世博会？被誉机械馆不倦的“心脏” 也许只有蒸汽机的发明可以和火的使用相提并论，蒸汽机将“火”变成“力”，从此根本改变 了人类在自然界的地位。当我们不再靠着自身和家畜肌肉收缩的微薄力量从事生产活动，并且变得 越来越“力大无穷”时，征服自然的雄心和创造财富的激情便与日俱增了。工业革命的大幕是在蒸 汽机的轰鸣声中徐徐拉开的。 1851 年伦敦首届世博会上，琳琅满目的蒸汽机便成了水晶宫的宠儿和展览品的大宗。从早期 的瓦特蒸汽机到伊万斯的高压蒸汽机，一个巡礼式的回顾展吸引了各国工程师和参观者。水晶宫西 北46 米外，是世博会的“动力房”，8 个锅炉共800 马力，通过直径22 厘米的地下管道将高压蒸 汽送到机械展览区。闻名遐迩的内史密斯公司展出了必威体育精装版式的蒸汽锤和水压机。林林总总的起重机、 纺织机、印刷机、脱粒机、信封机、车床、圆锯在蒸汽机的驱动下现场演示，各展风姿。齿轮的铿 锵和皮带的节奏正是工业时代的旋律。 1851 年伦敦世博会上阿尔伯特亲王参观《伦敦新闻》印刷机 1851 年伦敦世博会蒸汽机带动各种机械 1867 年巴黎世博会获大奖的法考特蒸汽机 瓦特发明蒸汽机曾经成为家喻户晓的常识，但恩格斯的见解显然更准确，“蒸汽机是第一个真 正的国际发明”。且不说古希腊人和达.芬奇所做的探索，法国科学家巴本和英国工程师塞维利应该 是蒸汽机的先驱。1712 年，英国铁匠纽可门制造的人类第一台实用蒸汽机风行了半个多世纪，主 要用于矿井抽水。当锅炉里的水变成膨胀 1600 倍的蒸汽充满汽缸后关上阀门，再通过喷水的办法 让汽缸冷却造成真空，大气的压力便能推动活塞做功了。但气缸每一冲程的忽冷忽热造成了能量极 大浪费。1769 年，格拉斯哥大学的仪器修理工瓦特对纽可门蒸汽机进行了根本性改造，设置了分 离冷凝器，确保气缸在恒定温度下工作，使热效率提高6 倍。此后 10 年间瓦特锲而不舍，先后 5 次对蒸汽机进行完善，通过行星齿轮和惯性飞轮将活塞的往复运动变为旋转运动；使用平行四边形 运动杆，让气缸单向做功变为“两头受气”的中国风箱式双向做功；利用炮筒镗床精密加工减少漏 气并安装锅炉压力表；通过离心调速器的负反馈作用控制进气阀门，保持蒸汽机稳定的输出——这 是机械工程中自动控制的最早尝试，具有特殊的理论和实践意义。 纽可门蒸汽机 瓦特蒸汽机 蒸汽机驱动纺织机 “马力”的概念是瓦特“科普思维”的产物。为了向人们说清一台蒸汽机到底多大“力气”， 应该有个形象的类比和换算，而最合适的参照显然是马了。瓦特测量了一匹马在标准磨坊里走一圈 为75.4 英尺，每分钟走2.4 圈，负荷平均为180 磅，计算后得出“马拉动33000 磅并每分钟走1 英 尺所输出的功率”为 1 “马力”。1882 年，西门子提议将功率单位定为瓦特并沿用至今。蒸汽机的 研究和改进直接诞生了“热力学”，人们再不把“热素”当作“金木水火土”中的一种物质，并且 发现了水在汽化和液化过程中吸收和放出的“潜热”，不同物质升高1 度的 “比热”。每个时代的思 考只能被那个时代所思考着的事物所决定，法国科学家卡诺提出了热力循环理论，焦耳、开尔文、 克劳修斯确立了热力学第一、第二定律，都是大规模的蒸汽机实践催开的科学理论之花。 蒸汽机“家族”的最高礼遇和最大荣耀，也许莫过于“主宰”1876 年费城世博会了。美国工 程师考里斯制造的蒸汽机早在 1867 年巴黎世博会和 1873 年维也纳世博会上便声誉鹊起并连获大 奖，这次他向费城世博会捐赠了世界最大的 1400 马力蒸汽机，重56 吨。比肩耸立的双汽缸高14 米，巨型飞轮直径9.1 米。5 月10 日下午，10 个足球场大小的机械馆万头攒动，唱诗班、军乐队 过后鸣炮100 响，美国总统格兰特和巴西国王彼得罗三世由考里斯陪同登上机械馆中央5 米高的平 台，共同握住考里斯蒸汽机的手柄，启动了这个庞然大物，宣告费城世博会正式开幕。刹时间全馆 大大小小的无数机器一齐“醒来”，它们的能量全都来自考里斯蒸汽机驱动的数公里连杆和皮带上。 在世博会举行的6 个月里，考里斯蒸汽机的飞轮始终按照每分钟36 转的速率“静悄悄”运行，声 音甚至比缝纫机还轻，一个值守人员坐在机器旁悠闲地看报，直到11 月10 日总统宣布世博会闭幕 的一刻才戛然停息。考里斯蒸汽机是机械馆不倦的“心脏”，也是整个世博会不灭的“火炬”，许多 报纸称它为美国力量和技术的化身，音乐家专门谱写了《考里斯进行曲》，著名诗人惠特曼被考里 斯蒸汽机的魅力所深深感染，他特地搬来一把