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第九百零四章 改进型粉碎机(2 / 2)

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匠人们提供的方法极好用,豆子粉碎程度几乎不可直接测量,更难观察对比,但,只需把豆渣装到筒里再称一下,那么,只要粉碎程度更高,必然装的更多,再微小的差距也能在重量上直观的表现出来。

不同木筒的测试结束了。

称量了豆渣重量,比较结果,木筒形状还真的跟效率有关。圆桶效率最大,其次椭圆,其次正多边形,其次正方形。似乎,形状越接近于圆,效率越高。

李孟羲猜测,这可能是因为,除圆形以外,其他形状的木桶在转动时,水流随着转动,会不停的冲荡不规则的桶壁,使得水流乱七八糟的,从而影响粉碎效率。

果然是圆形的桶更好。

测试结束,李孟羲几乎都要直接越过这一步了。可是突然之间,李孟羲猛的意识到,圆形跟圆形也有区别,圆形的桶,有上下一般粗的,有上粗下细的,有上细下粗的,那到底,哪种更好。

紧急赶制了三种圆筒出来,为放大差异,上下粗细不同的桶,上下粗细做的差别极大,然后照流程进行测试。

没多久,测试结果出来了。

竟然还真的有关,上粗下细的桶,其粉碎出的豆渣称量之后,重量明显高了些,这说明,这种上粗下细的桶能把豆渣粉碎的最为细腻。

综合所有数据来看,也更佐证这一点,上粗下细的桶,称量重量大于上下一般粗的桶,大于上细下粗的桶。

似乎是,桶上边越粗下边越细,粉碎效率就越高。

但,这是为什么?何以如此啊。

以李孟羲贫乏的知识,他难以发现数据下隐藏着的真理。

恍惚之间,记忆回转,李孟羲忽然记起,印象中的那些豆浆机的确都是杯子形的,都是上大下小的结构,难道,这会是一样的道理?

不管如何,不管这其中是何道理,反正数据显示,杯状的桶效率最高。

那就,以此形状作为粉碎机的罩桶。

形状之后,往下,是大小。

桶的形状已经确定了,是圆形的上大下小的桶,这样的桶大小区分也就是底盘大小不同。

李孟羲不能知也无法知桶的大小跟粉碎效率有无关联,他只能用大小不同的桶来测试。

设作样本的大大小小不同的桶,皆是自桶底作为区分,桶底最小只略比一圈刀片大,最大则有半个桌子那么大。

在同样的河流上,同样的位置,同样的水车,同样的齿轮组,换上同样锋利度的新刀片,用浸泡时间相同的五斤黄豆,粉碎两个时辰。

一波测试下来,发现桶之大小与粉碎效率有巨大关系。

最意外的发现是,李孟羲发现最小号的那一个桶,桶底只比刀片略大的那一个,都两个时辰了,五斤黄豆竟然没被全部粉碎,下边已全是厚厚的一层豆渣了,上边还有许多豆子还是完整的。

李孟羲猜测,这可能是桶下边太小了,豆子下沉不够顺畅,也就是俗称的,卡住了。

有关木桶大小的这一轮,统计的数据又是前起后伏的。

一开始在数据中,桶从最小慢慢变到大的过程中,粉碎效率是逐步提高的,李孟羲猜测,这可能是因为桶更粗的话,豆子容易翻腾移动,从而有更高的效率。

当,数据高于某个值的时候,桶再大,往后的数据开始逐步降低了。

个中道理如何,李孟羲不知,反正从数据上看,当桶底比刀片大出两寸的时候,效率最高。

桶的大小跟刀片大小之间有无关联,若有关联,两者关联又是如何,不知,只等日后再测。

于桶这一项,形状,大小皆测试完成之后,至,材质。

材质大概与效率无关的。但感觉可能有误,实验才能必然准确。

做木桶的材质,只有木,陶土,金属,只这三类易得。

陶土做的样本只有一种,金属有铁皮,铜皮两种,木材就多了,木材有各类木材做的木桶十几种。

按常识,按对机械的基本理解,李孟羲认为木桶对粉碎机效率怎么可能有影响,然而奇怪的事情还是令人莫名其妙的就发生了。

于桶的材质一项,所有的陶土,金属,木材各种材质的桶,全都是同样形状和同样大小,整轮测试除了材质这一个变量,其他变量全都完全一样,水流,刀具,黄豆,粉碎时间,全都一样。

但最后把粉碎得到的豆渣装筒,称量重量,意外的发现,铁皮铁桶效率乃是最高的,然后就是陶土的桶,然后铜皮,接着是各类木头。

初步判断,李孟羲认为重量缘故,铁皮的桶更轻,额外浪费的动能也就更少。

可等李孟羲把各种筒都称了一遍,发现铁皮桶却是最重的,铜皮铜也重,陶土桶也重。

如果跟重量有关,那理应,最重的金属桶效率应该最低,怎么也不该效率最高。

为探究答案,李孟羲把桶重新安装上去,他要亲自看一下为何金属桶的粉碎效率那么的高。

河水静静的流淌着,水车哗哗的转,齿轮组咯嘣咯嘣响,粉碎机中中发出嗡嗡的声音,中间夹杂着炒豆子一样噼里啪啦的的声响。

李孟羲探头观察,他看到随着快速的转动,铁桶里的豆子被转的飞了起来绕着桶壁旋转,如果没有粉碎机刀片的存在,这个系统会很稳定,但因粉碎机刀片存在,粉碎机不停的把豆子撞开或打碎,四处分散的豆渣和豆子噼里啪啦的不停的撞到坚硬的桶壁上,然后又被弹了回来。

为探究答案,本该设计最少两组对照组,下一个对照组还没开始测试,李孟羲就自感隐约观察到了答案。

真相很可能就是在豆子撞击到桶壁上然后回弹回来这一点。

用极限假设法,假设,把桶壁用橡皮泥做,做的极致柔软,那么,每当有豆子撞在桶壁上,都将会被粘在橡皮泥上,然后慢腾腾的掉了下来,这就相当于,给粉碎过程加了放慢按钮一样,在整个系统中,有好多豆子因为橡皮泥的缘故变得缓慢而又迟钝。

若再考虑到相对动能,一个带着巨大速度的豆子弹到刀片之上,那么,双方相对动能一加,总动能十分可怖。

而要是,一颗豆子慢腾腾的撞到刀片上,那么,相对动能不够大。

所以,桶壁越是坚硬,豆子撞击到桶壁之后运动越是激烈,粉碎效率就越高。

反之,如果桶壁太柔软太容易变形,无疑整个系统的很多能量都浪费了无用的形变上去了。

若用这个猜测,也恰好与数据相拟合。

在统计的数据当中,铁高于陶土,高于铜皮,高于木类。

铁皮,陶土,铜皮,正好是硬度由高到底的排列。

李孟羲回过头来再去梳理木头种类与数据排名的种类,他并不通熟木性,他把数据念给匠人们听,“槐木,枣木,桐木,杨木,桑木……”

匠人们听完,一致觉得这就是硬度从大到小的排列。

真是令人大感意外。

意外之一,没想到匠人们贡献的称量方法灵敏度那么高,就铁皮与木头硬度这么点差别所带来那么一点点的影响,竟然能测出来。

意外之二,本是为了粉碎豆子,却不妨找到一种巧妙的测试木头硬度和弹力的方法。一般要测试木头的硬度,得把木头精加工成同样长短和粗细的木棍,然后,用断头台把钝刀吊到某个高度,在这个高度下使钝刀自由下落,以此,可测试出结果。用断头刀来测试,得精加工出许多木头,加工难度稍大。而若是用豆子,就简单多了,只需要砍一些木板,然后把木板刨平,拿豆子自由落体下落,看到底哪种木材弹的高,弹的最高的那种,肯定硬度绝佳。

加工一堆粗细长短乃至连裂缝连一点点弯曲都不能有的木棍,和随便刨一些不需要大小一样,不需要厚薄一样的木板,哪种简单,不言而喻。

一项测试结束,得出,粉碎机的罩桶能用生铁就绝不用熟铁,能用硬木头就绝不用软木头。

水,豆子,木桶,所有的简单的东西,全部测完了,剩下的,是最复杂的刀片。

刀片有形状,数量,安装角度,排列方式之区别。

形状一项,不管,螳螂刃不错,先用着。

于数量一项,到底是三个刀片好,还是四个好,还是五个,还是越多越好,不知。

因,刀片数量又和刀片排列方式相关,排列方式又和安装角度相关,所以,最好还是先测试安装角度。

之前对刀片的安装方式是,刀片朝上,如莲花一般安装,这样的安装角度,大概是四十五度。

到测试,第一种,刀片成扇叶形状,平贴于底,角度零度。经两个时辰豆子粉碎结束,取出豆渣装筒称量,记录数值。

第二种,刀片直接到最大角度,刀片笔直安装,如同螳螂前探扑食之状。测试结束时,记录数值。

第三种,刀片十度。

第四种,二十度。

……

从零到九十度,设九个样本。

结果等费劲巴拉的测试完,却发现,刀片跟砂轮那样平贴于底,零度时,这种最简单的安装方式,效率竟然是最高的。

李孟羲后知后觉的明悟到,原来粉碎机的刀片是平着放的啊。

当刀片平放之后,也就没有复杂的安装角度了,剩下的变量,只剩刀片数量。

刀片数量的测试中,分多种情况,刀片三枚,刀片四枚,刀片五枚,六枚,直到十枚,到十枚刀片的时候,刀片之间几乎紧挨着的,成了一个刀轮。

经繁琐测试,刀片既不是三枚时效率最高,也不是十枚时最高,而是处于中间值的六枚时效率最高。

李孟羲从数据分析,可能,三枚刀片时,刀片不够多,刀片跟豆子的接触未达充分,可刀片太多的话,刀片之间距离过近,反会相互遮挡。

所以,六片刀刃,至少是一掌长的螳螂刀这种刀刃,以六片刀刃,接触到的豆子最多,且,不相互遮挡。

到此,所有关于粉碎机的测试阶段性结束了。

一场测试下来,耗时十二天,用去豆子几百斤,用去刀片五百余枚,为选出这五百余枚锋利度接近的刀片,同时有数倍于此的刀片被废弃,为测试锋利度,连纸张都用了不知多少沓。

由纸张这里,倒还催生出了特种纸张的需求。于测试锋利度这一项,毫无疑问,单张纸张越是单薄越是脆弱,锋利度就测试的越是准确。这就好比,如果用结实的桑皮纸去测试锋利度,那么假设,锋利度七十的刀剑可破开三张纸,那锋利度七十一的刀剑,也才破开三张,锋利度七十五的,也才三张,直到锋利度到八十,才破开第四张。也就是说,于坚硬的桑皮纸来说,七十一锋利度到八十利锋利度这一截,差别几乎看不出来。

但是,要是不用桑皮纸,用那种吹弹可破薄到极致的纸去测试,那么,七十一锋利度的刀,可破开二十张,稍微再加一度,锋利度七十二,又破开一张,锋利度微微提升两度,就又破开一张。

这就使得,测量精度大增。

没有吹弹可破的纸张,选取刀具时,刀具锋利度误差是上下十度误差,而有了专门的测量纸张,要是下次再测试粉碎机,刀片的锋利度误差,将控制在上下两度以内。

毫无疑问,刀片锋利度极其接近,测试结果也就极其精准。

由一推多,既然测试刀具的专用纸张的制造计划已提上计划,那么,有些强度不够但柔软性能绝佳的纸,可以拿来做餐巾纸,还有很早之前在制作药品的时候早就需要过滤用纸,这所有需求加一起,该于正常的印刷书写用纸之外,开发特殊用途的纸张。

统数这一十二日对粉碎机的探究结果,基于螳螂刀刃的粉碎机,其最优构型是——

于黄豆变量,黄豆泡的越软,粉碎效率越高。黄豆浸泡时间以一日一夜为最佳。

于水这个变量,加水可提高粉碎效率,加过多会降低粉碎效率,加水量最佳数据是,水以漫过黄豆三寸为最佳。

于木桶这个变量,于木桶形状,木桶是上大下小的圆形最佳,于木桶大小,木桶底部以大过刀刃两寸为最佳,于木桶材质,木桶材质越坚硬越好,最佳为生铁,性价比最高为硬木。

于刀刃,刀刃有数量,角度,安装方法等变量,初步测试,刀刃平贴于底时,效率最高,刀刃最佳数量,乃是六枚,六枚刀片以均分三百六十度的方式均匀排列,顺时针还是逆时针无所谓。

经这么多测试,每一点的改进都可提高一些效率,尽管,每一点对效率的提升可能都不大,但这么多改进累积起来,已将整个粉碎机系统改进到极致的最优状态。

李孟羲将两台粉碎机组装到了一起,一台,是最初版本的粉碎机,最初板,加水多达半桶,水桶是上下一般粗细的圆桶,水桶底部,大的跟脸盆一样,水桶材质是寻常木头,粉碎机的刀片是密密匝匝的八枚,刀片竖起来成莲花状排列。

而另一架粉碎机,加水高度,只高于黄豆三寸,水桶是上大下小的漏斗状,水桶底部只比刀刃大两寸,所有漏下来的豆子都处于刀刃的范围,水桶材质是坚硬的铁皮,粉碎机的刀片是六枚,平贴于底部,均匀分布。

然后,两台立于河流两岸的粉碎机,加同样的五斤黄豆,同时开始进行粉碎工作。

一个时辰后,停下粉碎,各称量两台粉碎机加工出的豆渣,对比极其明显,用新型粉碎机粉碎出的豆渣,装满一筒去称量,重量比旧粉碎机要重出足足一两多去。

要知,在之前的所有测试环节,好多项测试,重量相差才那么几钱而已。

将所有改进累加到一起,总得效率提升,惊人的明显。

因,豆渣的细碎程度终归还不是最终的造豆腐的过程,李孟羲令人以两台不同的粉碎机生产豆腐。

两日后,根据所生产出的豆腐加以初步判断,最新改进型的粉碎机其效率是旧式的近一倍多!

李孟羲知道改进之后,效率一定会提升一些,可他没料到,效率会提升的这么恐怖。

所涉及的改进当中,像是水啊,铁皮啊,这些改进,改进效果不可能太大,李孟羲觉得,对效率的提升可能在两点,一是桶形,上大下小的茶杯形或是漏斗形的桶,这样的桶豆子可以很方便的集中到刀刃处,大大加快了粉碎效率,另一重要的改进,毫无疑问,是最重要的刀片上的改进。

刀片是粉碎机的核心,刀片效率提高是直接对整个粉碎效率的提高。

不管如何,花费半月之久的苦功,改进效果是极其惊人的。

水磨的效率已经不慢,原始版的粉碎机已相当于数台水磨,改进型的粉碎机效率再次得到巨大提升,粉碎机加工豆浆的效率远远把石磨拉开了。

当初要研发粉碎机的根本原因是,一时半会儿无法制作大量石磨,只能求诸他法。

现在,粉碎机改良成功,粉碎机可批量制造,铁匠营一套模具一日能铸造几百个刀具出来,木匠营全力开工,一日也能造出几十套水车动力系统出来,再加上粉碎机在生产豆浆这一项工作上的惊人效率,换算下来,等于每一日都增加四百台石磨。

豆腐的生产环节全部打通了,生产再也不成问题了。

为庆祝这重大胜利,李孟羲将现有的生产力全部发动,三日之间,生产豆腐五万多斤,短短三日,就生产出够全城人吃上一顿的量。

在大汉很多地方,豆腐几乎与肉同价,白白嫩嫩的豆腐,就是生吃,咬上一口也是香甜美味的。

匠营来报,说盐卤不够了。

正拿个小锅拿着锅铲煎豆腐吃的李孟羲,他心情一下不美丽了。

点豆腐本用不了多少盐卤石膏,可生产力激增的太恐怖了,直接把盐卤用完了。

盐卤,就是卤水,就是粗盐水,也就是盐。

李孟羲早就知晓,盐在东汉末年百姓们几乎把其当成维生素来吃,几乎一个盐粒一个盐粒的省着吃。

豆腐产业,关乎到把乡间存留的黄豆收上来这个战略目的,为了尽可能达到目的,盐既是点豆腐所需,盐又是极其珍贵的必需物资,又想多卖豆腐,李孟羲便有了一个绝妙主意。

他决定,以后不发盐了,做豆腐的时候往多了放盐,做齁咸齁咸的豆腐出来,这样,百姓们买了一块豆腐,就等于白得了盐的便宜,而官府又不收钱只收豆子,那可想而知,百姓手里有多少豆子都会拿来换豆腐。

盐不是紧缺物资,之所以紧缺,是因为盐这资源被官府控制了。

要想用盐来促进豆腐的销售,靠从外地买盐不太行,买盐太鸡儿贵了,最好是,到哪抢个矿去。

巨鹿四周,到底哪处有盐场呢,李孟羲把官府的赋税重地惦记上了。>

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