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2026年08月28日 网站首页
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斯蒂芬斯森解决锅炉爆炸问题一根铜管不够那就用25根

虽然现今的中国高铁商业运营时速高达380公里,最高时速已经超过了600公里,但在18世纪初,铁路的时速只有4公里左右,和普通人步行速度相差无几。

当时的铁路主要用于矿场运输煤矿。动力方面非常原始,大多依赖畜力,少数路段会利用地势高低,让火车借助重力滑行。这种早期铁路虽然原始,但却盛行了约40年之久,顶峰时期曾经绵延数千英里,遍及英国各地,将矿山、采石场与港口、河流连接在一起。

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那蒸汽机呢,我们都知道改进后的蒸汽机直接推动了第二次工业革命,蒸汽机可比牛和马好用多了!其实在当时,确实有很多英国人和法国人试图将车厢、车轮和铁路结合起来,打造更类似于今天铁路的运输方式。可惜的是当时蒸汽机的锅炉基本相当于移动的炸弹。为数不多的成功案例并没有多少商业价值,更多的停留在游乐设施的层面。当时的法国国王路易十四绝对不会嘲笑一个世纪之后的清朝皇帝马拉火车的创意。

当时的蒸汽机为何不靠谱呢?煮过牛奶的煮夫煮妇们应当深有感触,一旦火力过大或者通风不好,锅里的牛奶液体就会神奇般的剧烈上涨甚至会发生飞溅。类似的当锅炉中水体受热不均匀时,也会发生这种学名叫爆沸的现象。而家中的热水壶如果长期使用会产生一种叫水垢的乳黄色坚硬的附着物,由于锅炉中的水水质更差因此水垢也更多,这就更加剧了锅炉里的受热不均匀。而锅炉容积与锅炉厚度的比值远远大于家中的牛奶锅,所以一旦发生严重的受热不均匀,就不止是把灶台搞得一塌糊涂这么简单了,而很有可能发出一声惊天巨响。

这个问题的解决还得依赖于工程师的创意。锅炉的爆炸归根到底是受热面积太小,而且不均匀造成的,那么如果能增大接触面积,而且让水垢难于沉积,不就解决问题了么?于是工程师们决定用铜管一端处于煤炭火焰中,一端处于锅炉中形成一个热管以此希望解决这个问题。不过一开始效果不是很好,因为当时的生产工艺没法提供这么粗的纯铜棒。直到英国人乔治.斯蒂芬森出现才彻底解决了这个问题。

当然斯蒂芬森也没有解决粗铜棒的制造问题,不过他创造性的一口气在锅炉中设置了二十五根纯铜热管。这一举措大大提升了锅炉的功率和煤炭燃烧的效率,掌握著这一技巧的斯蒂芬森开始寻找投资者。

爱德华.皮斯等富商支持了他,并于1825年建成了达林顿“铁路”。不过,这条铁路设计上存在很多缺陷,因此达林顿“铁路”上更常见的是马车飞驰的景象。我们不要小看了这些飞驰的马车,它们既是对火车速度无情的嘲笑,又是对这种新型轨道交通技术无言的礼赞。既然轨道能让马车跑的更快,那没理由会让机车跑得更慢。

纵观人类历史,早期文明几乎都出现河边,而中世纪文明多出现在海边。大江大海提供了便利的航线,降低了物流成本也孕育了文明。而铁路就是人造的江河,必将在文明发展中迸发出巨大的力量。

英国西北地区的富商因不堪忍受运河老板强行征收高昂的通行费,决定利用斯蒂芬森的技术在利物浦和曼切斯特之间修建一条全长50公里的铁路。这是一个好的征兆,铁路使文明更快的向内陆扩张,最终蔓延到了欧洲传统上的内陆国家。