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第一百八十六章 石油與內燃機

    石油(英文、拉丁語:petroleum),又稱原油,是一種粘稠的、深褐色(有時有點綠色的)液體。地殼上層部分地區有石油儲存。它由不同的碳氫化合物混合組成,其主要組成成分是烷烴,此外石油中還含硫、氧、氮、磷、釩等元素。石油主要被用來作為燃油和汽油,燃料油和汽油組成世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學工業產品如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。
    最早鉆油的是中國人,最早的油井是4世紀或者更早出現的。中國人使用固定在竹竿一端的鉆頭鉆井,其深度可達約一千米。他們焚燒石油來蒸發鹽鹵制食鹽。10世紀時他們使用竹竿做的管道來連接油井和鹽井。古代波斯的石板紀錄似乎說明波斯上層社會使用石油作為藥物和照明。最早提出“石油”一詞的是公元977年中國北宋編著的《太平廣記》。正式命名為石油是根據中國北宋杰出的科學家沈括(1031一1095)在所著《夢溪筆談》中根據這種油《生于水際砂石,與泉水相雜,惘惘而出》而命名的。在石油一詞出現之前,國外稱石油為“黑金”、“魔鬼的汗珠”、“發光的水”等,中國稱“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。8世紀新建的巴格達的街道上鋪有從當地附近的自然露天油礦獲得的瀝青。9世紀阿塞拜疆巴庫的油田用來生產輕石油。10世紀地理學家阿布?哈桑?阿里?麥斯歐迪和13世紀馬可?波羅曾描述過巴庫的油田。他們說這些油田每日可以開采數百船石油。
    至于“石油煉制”,起始的年代還要更早一些,北魏時所著的《水經注》,成書年代大約是公元512~518年,書中介紹了從石油中提煉潤滑油的情況。英國科學家約瑟在有關論文中指出:“在公元十世紀,中國就已經有石油而且大量使用。由此可見,在這以前中國人就對石油進行蒸餾加工了”。說明早在公元六世紀我國就萌發了石油煉制工藝。石油是一種液態的,以碳氫化合物為主要成分的礦產品。原油是從地下采出的石油,或稱天然石油。人造石油是從煤或油頁巖中提煉出的液態碳氫化合物。組成原油的主要元素是碳、氫、硫、氮、氧具有不同結構的碳氫化合物的混和物為主要成份的一種褐色、暗綠色或黑色液體。伊拉克共和國的石油儲量居世界第二位。中國人民發現和使用石油的時間為世界最早。始于何時,據稽考,至遲在三千多年前就已開始。
    現代石油歷史始于1846年,當時生活在加拿大大西洋省區的亞布拉罕?季斯納發明了從煤中提取煤油的方法。1852年波蘭人依格納茨?盧卡西維茨(ignacyukasiewicz)發明了使用更易獲得的石油提取煤油的方法。次年波蘭南部克洛斯諾附近開辟了第一座現代的油礦。這些發明很快就在全世界普及開來了。1861年在巴庫建立了世界上第一座煉油廠。當時巴庫出產世界上90%的石油。
    十九世紀石油工業的發展緩慢,提煉的石油主要是用來作為油燈的燃料。帝國國內即使知道有大慶等油田也因開采技術尚未開采,俄國人在克里米亞戰爭后開始自己的改革,但改革的錢又從哪里來呢?答案是巴庫的油田。帝國一直是巴庫油田的大頭買家,即使現在還用不到。但因為正是因為石油的真正價值尚未發現所以價格便宜,在世界市場有限的情況下每年巴庫油田超過76%的產出都是運到帝國境內的各大戰略儲存庫進行封存。
    原油是一種多種烴的混合物,是粘稠的、深褐色的液體。直接使用原油非常浪費,所以就需要把原油中各組分分離出來,通常是使用精餾的方法,即精確控制溫度,使特定沸點的組分揮發出來。林宏知道沸點他把方法交給皇家科學院后,一幫子高端人才就自己鼓搗,到1878年已經可以實現石油的常壓蒸餾和減壓蒸餾。在皇帝在技術原理和資金的支持下,帝國科學家應用管式加熱爐與蒸餾塔等加工原油,初步形成了現代化原油連續蒸餾裝置的雛形,而且原油加工量越來越大,預計到1880年帝國會有10套原油蒸餾裝置,每年可加工原油20萬噸。
    但真正擺在林宏面前的問題是,即使可以從石油里蒸餾出汽油、柴油等但現在帝國真正能有用的也就是瀝青而已,沒有內燃機石油再多也沒用。
    活塞式內燃機起源于荷蘭物理學家惠更斯用火藥爆炸獲取動力的研究,但因火藥燃燒難以控制而未獲成功。1794年,英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動力,并且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1833年,英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動活塞作功的設計。
    其實內燃機早就有了,1860年,法國的勒努瓦模仿蒸汽機的結構,設計制造出第一臺實用的煤氣機。這是一種無壓縮、電點火、使用照明煤氣的內燃機。勒努瓦首先在內燃機中采用了彈力活塞環。這臺煤氣機的熱效率為4%左右。英國的巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點火之前進行壓縮,隨后又有人著文論述對可燃混合氣進行壓縮的重要作用,并且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內燃機的效率。1862年,法國科學家羅沙對內燃機熱力過程進行理論分析之后,提出提高內燃機效率的要求,這就是最早的四沖程工作循環。
    現在帝國最好的內燃機是由德裔發明家(至于為什么他回來帝國工作,不解釋)奧托(otto)通過運用羅沙的原理,成功制造了第一臺往復活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內燃機,雖然這臺奧托一號仍以煤氣為燃料,采用的是火焰點火,轉速為156.7轉/分,壓縮比為2.66,熱效率達到14%,運轉平穩。無論是功率還是熱效率,它都是現在最高的。
    當然像奧托的同事同是皇家科學院研究員的戴勒姆和狄賽爾也各自提出了自己的想法和設計,只是因為材料不過關難以制造實物。
    -------------------------------------------------------------------------“這就是你說的大眾汽車?”林宏看著眼前的丑八怪四不像雖然已經有了心理準備但還是嚇了一跳!眼前的這輛汽車,好吧!姑且稱之為汽車,這輛汽車長三米不到寬一米有余,和歷史上早期的汽車不同的是輪子是橡膠輪胎(一樣的窄),控制方向的也不像歷史上的那樣是一根直桿這里是一個方向盤。
    “陛下,這輛大眾車可以說和您的設想是完全一樣的,3.5千瓦(5馬力)的動力雖然小了一點但讓它跑起來完全不是問題,和蒸汽車不同的是他的噪音很小,當然這只是初期產品,以后一定會更好的。”皇家科學院院長徐壽忐忑的站在皇帝旁邊介紹到。
    “要加快研發速度啊!我聽說民間對那些蒸汽機車的意見很大啊!必須找一個有效的替代品啊!”其實目前帝國主要城市的交通基本上是自行車和馬車(電車還沒發明使用),有錢的商人門基本都愿意掏錢買輛蒸汽車開出去以顯示自己的財富和地位,但蒸汽機車的污染和影響太大了,19世紀中葉,英、法、美等國曾有許多人研制蒸汽汽車,并制成蒸汽客車在城市內或城市間行駛,但因蒸汽客車噪聲大,黑煙多,破壞路面,而且不安全,引起公眾反對而停止行駛。1865年,英國議會通過《紅旗法案》,限制行車速度,市內不超過3公里/時,鄉間不超過6公里/時。帝國也有類似的法案,其實這些法案統統阻撓了汽車業的發展,所以林宏對于內燃機和真正的汽車才會如此的迫切。
    “陛下這畢竟需要時間,我們已經想盡辦法了。”
    “沒事,我不催,不用急。”
    “是陛下,不過陛下我們科研部汽車院有研發一種電力汽車,只是目前蓄電池的技術不純熟儲電量太少所以電力汽車行駛性能還不如這輛大眾。另外陛下那你說的外殼我們的技術人員研究發現如果套上您描述的外殼,這輛大眾根本動不了。所以陛下您看只能是敞篷的了。”
    “算了算了,開到皇宮里玩玩還行。”林宏今天是來提車的,不過這輛大眾實在是讓他興致缺缺,不過聊有勝無啊。
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