第一百八十六章 石油與內(nèi)燃機(jī)
石油(英文、拉丁語(yǔ):petroleum),又稱(chēng)原油,是一種粘稠的、深褐色(有時(shí)有點(diǎn)綠色的)液體。地殼上層部分地區(qū)有石油儲(chǔ)存。它由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M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(lái)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(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶液、化肥、殺蟲(chóng)劑和塑料等的原料。
最早鉆油的是中國(guó)人,最早的油井是4世紀(jì)或者更早出現(xiàn)的。中國(guó)人使用固定在竹竿一端的鉆頭鉆井,其深度可達(dá)約一千米。他們焚燒石油來(lái)蒸發(fā)鹽鹵制食鹽。10世紀(jì)時(shí)他們使用竹竿做的管道來(lái)連接油井和鹽井。古代波斯的石板紀(jì)錄似乎說(shuō)明波斯上層社會(huì)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(guó)北宋編著的《太平廣記》。正式命名為石油是根據(jù)中國(guó)北宋杰出的科學(xué)家沈括(1031一1095)在所著《夢(mèng)溪筆談》中根據(jù)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(xiàn)之前,國(guó)外稱(chēng)石油為“黑金”、“魔鬼的汗珠”、“發(fā)光的水”等,中國(guó)稱(chēng)“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。8世紀(jì)新建的巴格達(dá)的街道上鋪有從當(dāng)?shù)馗浇淖匀宦短煊偷V獲得的瀝青。9世紀(jì)阿塞拜疆巴庫(kù)的油田用來(lái)生產(chǎn)輕石油。10世紀(jì)地理學(xué)家阿布?哈桑?阿里?麥斯歐迪和13世紀(jì)馬可?波羅曾描述過(guò)巴庫(kù)的油田。他們說(shuō)這些油田每日可以開(kāi)采數(shù)百船石油。
至于“石油煉制”,起始的年代還要更早一些,北魏時(shí)所著的《水經(jīng)注》,成書(shū)年代大約是公元512~518年,書(shū)中介紹了從石油中提煉潤(rùn)滑油的情況。英國(guó)科學(xué)家約瑟在有關(guān)論文中指出:“在公元十世紀(jì),中國(guó)就已經(jīng)有石油而且大量使用。由此可見(jiàn),在這以前中國(guó)人就對(duì)石油進(jìn)行蒸餾加工了”。說(shuō)明早在公元六世紀(jì)我國(guó)就萌發(fā)了石油煉制工藝。石油是一種液態(tài)的,以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值牡V產(chǎn)品。原油是從地下采出的石油,或稱(chēng)天然石油。人造石油是從煤或油頁(yè)巖中提煉出的液態(tài)碳?xì)浠衔铩=M成原油的主要元素是碳、氫、硫、氮、氧具有不同結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔锏幕旌臀餅橹饕煞莸囊环N褐色、暗綠色或黑色液體。伊拉克共和國(guó)的石油儲(chǔ)量居世界第二位。中國(guó)人民發(fā)現(xiàn)和使用石油的時(shí)間為世界最早。始于何時(shí),據(jù)稽考,至遲在三千多年前就已開(kāi)始。
現(xiàn)代石油歷史始于1846年,當(dāng)時(shí)生活在加拿大大西洋省區(qū)的亞布拉罕?季斯納發(fā)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(fā)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(kāi)辟了第一座現(xiàn)代的油礦。這些發(fā)明很快就在全世界普及開(kāi)來(lái)了。1861年在巴庫(kù)建立了世界上第一座煉油廠(chǎng)。當(dāng)時(shí)巴庫(kù)出產(chǎn)世界上90%的石油。
十九世紀(jì)石油工業(yè)的發(fā)展緩慢,提煉的石油主要是用來(lái)作為油燈的燃料。帝國(guó)國(guó)內(nèi)即使知道有大慶等油田也因開(kāi)采技術(shù)尚未開(kāi)采,俄國(guó)人在克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)后開(kāi)始自己的改革,但改革的錢(qián)又從哪里來(lái)呢?答案是巴庫(kù)的油田。帝國(guó)一直是巴庫(kù)油田的大頭買(mǎi)家,即使現(xiàn)在還用不到。但因?yàn)檎且驗(yàn)槭偷恼嬲齼r(jià)值尚未發(fā)現(xiàn)所以?xún)r(jià)格便宜,在世界市場(chǎng)有限的情況下每年巴庫(kù)油田超過(guò)76%的產(chǎn)出都是運(yùn)到帝國(guó)境內(nèi)的各大戰(zhàn)略?xún)?chǔ)存庫(kù)進(jìn)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(fèi),所以就需要把原油中各組分分離出來(lái),通常是使用精餾的方法,即精確控制溫度,使特定沸點(diǎn)的組分揮發(fā)出來(lái)。林宏知道沸點(diǎn)他把方法交給皇家科學(xué)院后,一幫子高端人才就自己鼓搗,到1878年已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)石油的常壓蒸餾和減壓蒸餾。在皇帝在技術(shù)原理和資金的支持下,帝國(guó)科學(xué)家應(yīng)用管式加熱爐與蒸餾塔等加工原油,初步形成了現(xiàn)代化原油連續(xù)蒸餾裝置的雛形,而且原油加工量越來(lái)越大,預(yù)計(jì)到1880年帝國(guó)會(huì)有10套原油蒸餾裝置,每年可加工原油20萬(wàn)噸。
但真正擺在林宏面前的問(wèn)題是,即使可以從石油里蒸餾出汽油、柴油等但現(xiàn)在帝國(guó)真正能有用的也就是瀝青而已,沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)石油再多也沒(méi)用。
活塞式內(nèi)燃機(jī)起源于荷蘭物理學(xué)家惠更斯用火藥爆炸獲取動(dòng)力的研究,但因火藥燃燒難以控制而未獲成功。1794年,英國(guó)人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動(dòng)力,并且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1833年,英國(guó)人賴(lài)特提出了直接利用燃燒壓力推動(dòng)活塞作功的設(shè)計(jì)。
其實(shí)內(nèi)燃機(jī)早就有了,1860年,法國(guó)的勒努瓦模仿蒸汽機(jī)的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)制造出第一臺(tái)實(shí)用的煤氣機(jī)。這是一種無(wú)壓縮、電點(diǎn)火、使用照明煤氣的內(nèi)燃機(jī)。勒努瓦首先在內(nèi)燃機(jī)中采用了彈力活塞環(huán)。這臺(tái)煤氣機(jī)的熱效率為4%左右。英國(guó)的巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點(diǎn)火之前進(jìn)行壓縮,隨后又有人著文論述對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮的重要作用,并且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內(nèi)燃機(jī)的效率。1862年,法國(guó)科學(xué)家羅沙對(duì)內(nèi)燃機(jī)熱力過(guò)程進(jìn)行理論分析之后,提出提高內(nèi)燃機(jī)效率的要求,這就是最早的四沖程工作循環(huán)。
現(xiàn)在帝國(guó)最好的內(nèi)燃機(jī)是由德裔發(fā)明家(至于為什么他回來(lái)帝國(guó)工作,不解釋?zhuān)W托(otto)通過(guò)運(yùn)用羅沙的原理,成功制造了第一臺(tái)往復(fù)活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內(nèi)燃機(jī),雖然這臺(tái)奧托一號(hào)仍以煤氣為燃料,采用的是火焰點(diǎn)火,轉(zhuǎn)速為156.7轉(zhuǎn)/分,壓縮比為2.66,熱效率達(dá)到14%,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。無(wú)論是功率還是熱效率,它都是現(xiàn)在最高的。
當(dāng)然像奧托的同事同是皇家科學(xué)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(shè)計(jì),只是因?yàn)椴牧喜贿^(guò)關(guān)難以制造實(shí)物。
-------------------------------------------------------------------------“這就是你說(shuō)的大眾汽車(chē)?”林宏看著眼前的丑八怪四不像雖然已經(jīng)有了心理準(zhǔn)備但還是嚇了一跳!眼前的這輛汽車(chē),好吧!姑且稱(chēng)之為汽車(chē),這輛汽車(chē)長(zhǎng)三米不到寬一米有余,和歷史上早期的汽車(chē)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(gè)方向盤(pán)。
“陛下,這輛大眾車(chē)可以說(shuō)和您的設(shè)想是完全一樣的,3.5千瓦(5馬力)的動(dòng)力雖然小了一點(diǎn)但讓它跑起來(lái)完全不是問(wèn)題,和蒸汽車(chē)不同的是他的噪音很小,當(dāng)然這只是初期產(chǎn)品,以后一定會(huì)更好的。”皇家科學(xué)院院長(zhǎng)徐壽忐忑的站在皇帝旁邊介紹到。
“要加快研發(fā)速度啊!我聽(tīng)說(shuō)民間對(duì)那些蒸汽機(jī)車(chē)的意見(jiàn)很大啊!必須找一個(gè)有效的替代品啊!”其實(shí)目前帝國(guó)主要城市的交通基本上是自行車(chē)和馬車(chē)(電車(chē)還沒(méi)發(fā)明使用),有錢(qián)的商人門(mén)基本都愿意掏錢(qián)買(mǎi)輛蒸汽車(chē)開(kāi)出去以顯示自己的財(cái)富和地位,但蒸汽機(jī)車(chē)的污染和影響太大了,19世紀(jì)中葉,英、法、美等國(guó)曾有許多人研制蒸汽汽車(chē),并制成蒸汽客車(chē)在城市內(nèi)或城市間行駛,但因蒸汽客車(chē)噪聲大,黑煙多,破壞路面,而且不安全,引起公眾反對(duì)而停止行駛。1865年,英國(guó)議會(huì)通過(guò)《紅旗法案》,限制行車(chē)速度,市內(nèi)不超過(guò)3公里/時(shí),鄉(xiāng)間不超過(guò)6公里/時(shí)。帝國(guó)也有類(lèi)似的法案,其實(shí)這些法案統(tǒng)統(tǒng)阻撓了汽車(chē)業(yè)的發(fā)展,所以林宏對(duì)于內(nèi)燃機(jī)和真正的汽車(chē)才會(huì)如此的迫切。
“陛下這畢竟需要時(shí)間,我們已經(jīng)想盡辦法了。”
“沒(méi)事,我不催,不用急。”
“是陛下,不過(guò)陛下我們科研部汽車(chē)院有研發(fā)一種電力汽車(chē),只是目前蓄電池的技術(shù)不純熟儲(chǔ)電量太少所以電力汽車(chē)行駛性能還不如這輛大眾。另外陛下那你說(shuō)的外殼我們的技術(shù)人員研究發(fā)現(xiàn)如果套上您描述的外殼,這輛大眾根本動(dòng)不了。所以陛下您看只能是敞篷的了。”
“算了算了,開(kāi)到皇宮里玩玩還行。”林宏今天是來(lái)提車(chē)的,不過(guò)這輛大眾實(shí)在是讓他興致缺缺,不過(guò)聊有勝無(wú)啊。
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