第九百零四章 改进型粉碎机
粉碎机终于可以成功投入使用了。
在河道上把水车和粉碎机用增速齿轮连接起来,旁边放一普通磨盘同相比较,磨盘有桌子那么大,粉碎机才桶大。
将泡软的黄豆投入其中,同步开始加工。
一开始,石磨领先,到半个时辰的时候,石磨仍是领先,到两个时辰,粉碎机终于反超了。
经两个时辰的漫长加工过程,黄豆被锋利的刀刃搅成了碎渣,一桶水倒下去,拿棍子搅和一通,豆浆成了。
从效率来看,粉碎机加工豆浆的效率总体上高于石磨。
只是,粉碎机的加工深度远不足。
李孟羲印象中的豆浆机会把豆子打成豆粉那么细的细分,可抓起桶里的一把豆渣看,豆渣块最大的能跟米粒那么大。
豆浆出浆率跟粉碎程度大概是有关系的,很明显,豆子粉碎的越细,出浆越多。
现在有些鸡肋了,粉碎机效率的确高,的确可以替代石磨,可是太浪费豆子了。
这要么进行二次加工把豆渣拿做他用,要么,就改进粉碎机。这两种方法其实都行。
豆渣拿去可以喂牛,可以做成食物,都行。
粉碎机完全可以将就着用了,但,李孟羲绝不想到此为止。
水车和齿轮已经暂时取得阶段性的成果,暂时不需改进就可以用了。
李孟羲转头投入对粉碎机的改进。
还是用控制变量法,一个粉碎机系统,变量有,豆子,水,木桶,刀片,刀轴,底盘,所有之变量,所有之因素,就这么多。
豆子这个变量,豆子泡水越久,越容易粉碎,出浆率越高,大概是如此,感觉上来想也大概是如此,但是,感觉有时会出错的,万一不是如此呢,万一豆子不是泡的越久越容易粉碎呢,万一豆子是稍微硬一点更容易受力更容易粉碎呢。所以,得加以大量测试。
水这个因素,往豆子里加水豆子粉碎的更快,还是不加水粉碎的更快,还是加少量水粉碎更快,还是加大量的水粉碎更快,不知。
于木桶,木桶这个变量,细分有材质,形状,高低,粗细等等区分。木桶的形状大概不影响粉碎机的效率吧。但,感觉不一定对,而数据绝不会出错。还得一试。
粉碎机最复杂最重要的结构就是刀片了,复杂度跟水车桨叶有的一比,水车桨叶用了取巧之法求诸彷生之法,粉碎机刀片同样可以如此。
第一代刀刃,用的螳螂刀臂的形状,做了似刀非刀似锯非锯的齿刃,这种螳螂刃用着还行,且一时找到了更好的刀形,暂且用着。
刀具因素复杂,除了刀片本身这一个因素,还有刀片安装角度,刀片排列方法,以前的安装角度是朝上的莲花状形状,但这可能不是最佳角度。
涉及刀具角度因素,变量可就太多了,如果只在直角里算,三度一个变量,就是三十个变量,如果按一百八十度算,变量六十个,如果是三百六十度,刀刃朝上朝下朝左朝右各种角度全考虑,就是一百二十个变量。这一百二十种角度变量,每一个变量最少设三百样本,样机就得三万六千台。
这还只是角度变量,再加上排列方式,刀片正着排的好,是斜着排的好,是顺时针好,是逆时针好,这又是诸多变量。
又是庞大的测试量,李孟羲干劲勃勃。
巨鹿境内,已修整好的小水道大概有十几条,修整后的水道水力平稳,误差小,正好便利了测试。
多项测试同步进行,第一项测试,测试黄豆浸泡多久的时候,粉碎更容易。
黄豆已经泡下,李孟羲先带着人制作粉碎机,为测试之用,粉碎机要完全一模一样,需要有完全一样的刀具,完全一样的转速,完全一样的粉碎桶,所有都要一样。
刀具用铸造法批量制造了三百余只,刀具打磨开刃之后,想测试锋利度时,遇到了小问题,锋利度这玩意儿太细微,不好直观量化,李孟羲不得不费了好多心思设计了测试锋利度的方法。
要测试锋利度,首先得摆脱人力,人力起伏太大,不够精准。
对刀具锋利度的测试方法是,将刀具直着放在一沓薄纸上,刀背上压上同等重量的重物,靠重物的重力压迫着刀刃向下切割,通过检查刀刃切开纸张的层数,来判断锋利程度高低。
依照这样的方法,打磨完成的刀具放上一试,有的刀具可压破三张薄纸,有的连一张都切不开,锋利度的差距显现分明。
用这样的方法,立刻将刀具的锋利度梯度区分了开来。
虽,用纸张所确定的锋利度仍然不够精准,但已极大的排除了误差。
三百余只铸造刀具,挑出的锋利度接近的刀具,才一百余把。一个粉碎机最少也得好几个刀片,一百余把刀具也就能做几十个粉碎机,且,为保证每一轮测试开始时刀具都是同样的锋利度,每测试一轮就得换新刀具,所以很明显,三百把刀具做少了。
没办法,只能简化测试规模。
李孟羲把一台日晷搬到了河边,准备计时用。
日光大好,当日晷的阴影恰到辰时四刻之时,李孟羲立下令开始测试。
第一轮,往粉碎机中放泡了半天的豆子,取豆子五斤,淋干了水,将豆子投入粉碎机之中,粉碎机在水车的带动之下,呜呜转的飞快。
漫长时间过去,当一个时辰后,当日晷恰过了一个时辰的刻度,粉碎停止。
第一轮测试结束了。
到记录粉碎程度的时候,李孟羲又感觉棘手。
粉碎程度这玩意儿,怎么测量?颗粒稍微碎那么一点完整了那么一点,怎么比较的出来?
拿尺子量?就是拿尺子量也根本没法量,就算拿放大镜,同样没办法。
李孟羲穷尽回忆,他回忆学生时代所有那些理化生实验,回忆了一通他也没有想到方法,因为在学生时代的所有试验中,根本就没教测量粉碎程度的方法。
李孟羲不得已求助于众人,他没想到,这个令他百思不得其解的问题,匠人们随口就给出了答桉。
匠人说的是,拿斗装一满斗,然后称一下,哪一斗沉,哪一斗就碎乎。
哎卧槽,粉碎程度高低,跟重量是怎么扯上关系的。
深入一想,李孟羲意识到这个方法的高明。
不是重量,是密度。
就比如,瓶子里本只能装十个小石子,但是,把小石子打碎,整瓶就可以装的下十五个石子了,要是打的更碎,把石子打成沙子,那一瓶可以装下十八个石子。
高明。
粉碎度越高,在容器里,容纳越多,重量也就越重。
以此方法,可以判断出粉碎程度高低。
李孟羲真是被匠人们上了一课。
匠人们肯定是平日里有充足的使用升斗的经验,肯定是平日里一升麦磨成粉之后装不满一升,肯定是麦粉装满一升后肯定比麦更重,于匠人们而言,磨碎的东西装起来了少,但称着重,这肯定是平常再平常的现象,因此,生活经验丰富的匠人们才能一口道出判断黄豆粉碎程度的方法。
李孟羲当场下发了三百斤粮食的军票以奖励那个提出方法的匠人,匠人接过军票,满脸笑意。旁边人眼见于此,只后悔没有早点开口。
每一次钱粮赏赐,都是对智慧的激励,每一次激励都将使得众人更愿意思考问题。
这次也是一样,这几个匠人收到激励,下回肯定会更加踊跃的参与到解决问题当中。
李孟羲开始测量【黄豆的粉碎程度】了,科学实验中,有一个放**,就是,把试验现象放大以便于观察。
用在此时,李孟羲决定弄一个细长的容器来进行测量。
更细长的容器,一毫升的容量,其刻度有一截那么长,而粗大的容器,一毫升的刻度就短短的指甲盖那么一格,这就使得,两种容器的精度完全不一样。
李孟羲快马回城,勒令木匠们以最快速度制作一个木筒,要求,木筒鸡蛋粗细,长五尺,要求上下一般粗细,内里光滑不可藏水。
制作木筒并不难,可李孟羲要的太紧,要不是现在匠营人手充足原料充沛,还真没办法快速完成任务。
李孟羲带着木筒匆匆回赶,重回到河道边,他用豆渣将竹筒整个装满,然后用力的摇晃一阵,再把豆渣全部倒出。
这一步,是为了减小误差。
因为一个新的木筒第一次用是没有水和豆渣残留的,第一次称量,没有残留物的影响,后边的每一次称量,都势必受到残留物影响,所以,正式的测量,其实应该从第二次开始。
用豆渣将木筒整个装满,然后用力摇晃,以使豆芽尽可能均匀沉降。
等豆渣沉下去一截,再次加满,然后再用力摇晃,直到再不会沉下去之时,将木筒封口,称量,记录重量。
这是第一个重量。
隔日,到第二日,取来泡了一天一夜的黄豆五斤,把粉碎机当中的刀片换成新刀片,等着日头恰到辰时四刻之时,开始发动粉碎机工作。
到粉碎时间恰够一个时辰之时,停下,收集豆渣,木筒装满,称量,又一个重量。
相比前日,重量大概多了四钱多重。
第三日,黄豆已泡了两天两夜了,换第三批新刀片,还是等到辰时四刻开始,到己时结束。
豆渣装筒称量,豆渣装满一筒,一称又重了两钱。
根据,越碎装的越多,装的越多越重,越重粉碎程度越高,根据这个已知道理,成功测得,黄豆的确是泡的越软越容易打碎,这跟事先猜测一样。
不过,之前只是猜测,而现在成功用数据验证了的确是如此。
按理论来讲,黄豆越泡越容易粉碎,可泡两天的黄豆已经有味道了。
所以,考虑到现实情况,黄豆泡一天一夜也就够了。
在粉碎机工作的整个系统中,黄豆变量下属的黄豆浸泡时间变量,已测得。
于后,变量——水。
到底是加水的时候,粉碎效率更快,还是不加水的时候效率更快,如果是加水效率更快,那么加多少水时,多少豆加多少水效率最快。
还是同一个水车,还是同样锋利度的刀片,用浸泡时间相同的黄豆,第一次,不加水,粉碎两个时辰,取黄豆渣装满一筒,称量重量。
第二次,还是用泡了一天的豆子,加水没过黄豆,换新刀具,同样粉碎两个时辰,这一次,因为加了水,黄豆渣和水已经形成豆浆了。过滤掉豆渣,淋干浆水,将湿乎乎的豆渣稍作烘干去除部分水分,然后装筒称量。
这回,重量高了一些。
第三次,用泡了一天的豆子,加水没过黄豆一寸,换新刀具,粉碎两个时辰,后,过滤豆渣,淋水烘干,塞筒称量,重量比前两次又高。
随之,第四次,加水再高半寸。结束时称量,豆渣重量变化不明显了。
第五次,加水再高半寸。结束称量,重量变化不明显。
第六次,加水高半寸。豆渣粉碎程度似乎还降低了。
第七次,水再加高,称量重量又降了一点,似乎粉碎程度降的更多了。
……
到第十次,水已加到五寸半,称量重量明显少了。
李孟羲汇总所有称量重量,他发现豆渣粉碎程度似乎是先由低到高,到了某个位置之后,慢慢逐渐降低。
这让他很不理解数据为何会是这样,难道是机器老化了,难道是水车力量弱了吗。
为验证数据到底有没有问题,重新试了一回,这回,水只加到和黄豆平齐,然后,粉碎两个时辰。称量重量,重量又变高了,这意味着粉碎程度也变高了。
水车的力量没问题,那就说明,数据也没问题。
虽不知,到底是因何缘故,没水的时候粉碎效率不是最高,有一些水的时候效率最高,水多了,效率竟然还下降了。虽不知为何如此,虽不知这其中隐藏着怎样的道理,可数据显示就是如此。
李孟羲针对数据,反做推测,他根据自己所知的知识推出了一些结论,首先,加水之后粉碎效率更高,这可能是因为,加了水之后,刀具的力量传导给水流,又借助水流,力量同时牵引住大量黄豆,使整个系统更加有序,从而提高了效率。
而在一开始的数据,水越多,粉碎的效率越高,应该也是跟水有关系,水越多,整个系统越协调有力。
但之后,水多到一定程度之后,水流本身也是有阻力的,且水越高,底部水压越大,这就使得,水多到一定程度后,会慢慢抵消掉水流带来的那点优势。
这只是一种猜测。
另一种猜测是,可能加入了水,使整个系统变成了流体,在粉碎机运作过程中,是一个不停生产黄豆碎渣的过程,如果没有水,内层的黄豆被打碎之后,碎黄豆不容易甩到外围去,外围的黄豆也不容易接触到刀刃,因此就影响粉碎效率。
简单来说,豆子和豆渣的混合物,在不加水的情况下,得用力晃很久才能把豆渣和豆子分离,但是如果加了水,晃不几圈,所有的豆渣都沉底了。
可能是这个原因,所以加了水之后,豆浆机的粉碎效率会提升了一些。
这些全都是李孟羲的猜测。
不管如何,不管到底哪一种猜测是对的,不管真相是不是如此,反正,数据显示如此,数据显示适量加水能有效提高粉碎效率。
李孟羲看了一下,粉碎效率最高的时候,水量是加到没过黄豆三寸的位置。
至于,这个最佳效率比之寻常效率提高了多少生产效率,不知,李孟羲不懂粉碎程度是如何划分的,若说详细数据,详细数据是,当水高三寸时,粉碎两个时辰后,收集豆渣烘干装筒称量,此时豆渣重量最重,比不加水时重三钱左右。
在粉碎机工作的整个系统中,【水】变量,已测得。
木桶。
木桶一项的测试,李孟羲觉得木桶形状这一点似乎没必要测试,木桶肯定是圆形木桶更好,圆是完美的形状。但,万一呢,万一别的形状效率更好呢,万一感觉是错的呢。
出于谨慎,李孟羲略作测试。
简单形状有圆形,方形,三棱形,椭圆形,多棱形,等等。
木器加工简单,没花太久时间,匠人们便把各种桶给做好了。
在同样的一条河,同样的一个水车,同样的锋利度相同的新刀具,同样的泡了一天的黄豆,同样的五斤黄豆,不同的是,盛黄豆的桶罩不一样,高低相同粗细相同但是形状各不相同的桶。
然后,粉碎两个时辰。
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,李孟羲勐的意识到,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,其粉碎出的豆渣放筒称量之后,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,也更左证这一点,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,粉碎效率就越低。
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。
恍忽之间,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,这样的桶大小不同,也就是底盘大小不同。
李孟羲不能知也无法知桶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,这可能是桶下边太细了,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,李孟羲是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。
于木桶一项,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越少。
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。
为探究答桉,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。
为探究答桉,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桉。
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,本是为了打豆子,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,用断头刀把钝到吊到某个高度,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,还是四个还,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,如同螳螂前探的刀臂。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。
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。
经测试,刀片既不是三枚时效率最高,也不是十枚时最高,二十处于中间值的六枚刀片。
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,而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,连纸张都用于不知多少沓。
由纸张这里,倒还催生出了特种纸张的需要。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,他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,知道锋利度到八十,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,七十一锋利度的度的纸,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。
由一推广,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,其最佳效率是——
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,粉碎机的刀片是八枚,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,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,开始同时进行粉碎工作。
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,装满一筒再称量,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,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,等于每一日都等于增加四百台石磨。
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,就生产出够全城人大吃一顿的量。
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
?间存留的黄豆收上来这些战略目的,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,而官府又不要钱只要豆子,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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在河道上把水车和粉碎机用增速齿轮连接起来,旁边放一普通磨盘同相比较,磨盘有桌子那么大,粉碎机才桶大。
将泡软的黄豆投入其中,同步开始加工。
一开始,石磨领先,到半个时辰的时候,石磨仍是领先,到两个时辰,粉碎机终于反超了。
经两个时辰的漫长加工过程,黄豆被锋利的刀刃搅成了碎渣,一桶水倒下去,拿棍子搅和一通,豆浆成了。
从效率来看,粉碎机加工豆浆的效率总体上高于石磨。
只是,粉碎机的加工深度远不足。
李孟羲印象中的豆浆机会把豆子打成豆粉那么细的细分,可抓起桶里的一把豆渣看,豆渣块最大的能跟米粒那么大。
豆浆出浆率跟粉碎程度大概是有关系的,很明显,豆子粉碎的越细,出浆越多。
现在有些鸡肋了,粉碎机效率的确高,的确可以替代石磨,可是太浪费豆子了。
这要么进行二次加工把豆渣拿做他用,要么,就改进粉碎机。这两种方法其实都行。
豆渣拿去可以喂牛,可以做成食物,都行。
粉碎机完全可以将就着用了,但,李孟羲绝不想到此为止。
水车和齿轮已经暂时取得阶段性的成果,暂时不需改进就可以用了。
李孟羲转头投入对粉碎机的改进。
还是用控制变量法,一个粉碎机系统,变量有,豆子,水,木桶,刀片,刀轴,底盘,所有之变量,所有之因素,就这么多。
豆子这个变量,豆子泡水越久,越容易粉碎,出浆率越高,大概是如此,感觉上来想也大概是如此,但是,感觉有时会出错的,万一不是如此呢,万一豆子不是泡的越久越容易粉碎呢,万一豆子是稍微硬一点更容易受力更容易粉碎呢。所以,得加以大量测试。
水这个因素,往豆子里加水豆子粉碎的更快,还是不加水粉碎的更快,还是加少量水粉碎更快,还是加大量的水粉碎更快,不知。
于木桶,木桶这个变量,细分有材质,形状,高低,粗细等等区分。木桶的形状大概不影响粉碎机的效率吧。但,感觉不一定对,而数据绝不会出错。还得一试。
粉碎机最复杂最重要的结构就是刀片了,复杂度跟水车桨叶有的一比,水车桨叶用了取巧之法求诸彷生之法,粉碎机刀片同样可以如此。
第一代刀刃,用的螳螂刀臂的形状,做了似刀非刀似锯非锯的齿刃,这种螳螂刃用着还行,且一时找到了更好的刀形,暂且用着。
刀具因素复杂,除了刀片本身这一个因素,还有刀片安装角度,刀片排列方法,以前的安装角度是朝上的莲花状形状,但这可能不是最佳角度。
涉及刀具角度因素,变量可就太多了,如果只在直角里算,三度一个变量,就是三十个变量,如果按一百八十度算,变量六十个,如果是三百六十度,刀刃朝上朝下朝左朝右各种角度全考虑,就是一百二十个变量。这一百二十种角度变量,每一个变量最少设三百样本,样机就得三万六千台。
这还只是角度变量,再加上排列方式,刀片正着排的好,是斜着排的好,是顺时针好,是逆时针好,这又是诸多变量。
又是庞大的测试量,李孟羲干劲勃勃。
巨鹿境内,已修整好的小水道大概有十几条,修整后的水道水力平稳,误差小,正好便利了测试。
多项测试同步进行,第一项测试,测试黄豆浸泡多久的时候,粉碎更容易。
黄豆已经泡下,李孟羲先带着人制作粉碎机,为测试之用,粉碎机要完全一模一样,需要有完全一样的刀具,完全一样的转速,完全一样的粉碎桶,所有都要一样。
刀具用铸造法批量制造了三百余只,刀具打磨开刃之后,想测试锋利度时,遇到了小问题,锋利度这玩意儿太细微,不好直观量化,李孟羲不得不费了好多心思设计了测试锋利度的方法。
要测试锋利度,首先得摆脱人力,人力起伏太大,不够精准。
对刀具锋利度的测试方法是,将刀具直着放在一沓薄纸上,刀背上压上同等重量的重物,靠重物的重力压迫着刀刃向下切割,通过检查刀刃切开纸张的层数,来判断锋利程度高低。
依照这样的方法,打磨完成的刀具放上一试,有的刀具可压破三张薄纸,有的连一张都切不开,锋利度的差距显现分明。
用这样的方法,立刻将刀具的锋利度梯度区分了开来。
虽,用纸张所确定的锋利度仍然不够精准,但已极大的排除了误差。
三百余只铸造刀具,挑出的锋利度接近的刀具,才一百余把。一个粉碎机最少也得好几个刀片,一百余把刀具也就能做几十个粉碎机,且,为保证每一轮测试开始时刀具都是同样的锋利度,每测试一轮就得换新刀具,所以很明显,三百把刀具做少了。
没办法,只能简化测试规模。
李孟羲把一台日晷搬到了河边,准备计时用。
日光大好,当日晷的阴影恰到辰时四刻之时,李孟羲立下令开始测试。
第一轮,往粉碎机中放泡了半天的豆子,取豆子五斤,淋干了水,将豆子投入粉碎机之中,粉碎机在水车的带动之下,呜呜转的飞快。
漫长时间过去,当一个时辰后,当日晷恰过了一个时辰的刻度,粉碎停止。
第一轮测试结束了。
到记录粉碎程度的时候,李孟羲又感觉棘手。
粉碎程度这玩意儿,怎么测量?颗粒稍微碎那么一点完整了那么一点,怎么比较的出来?
拿尺子量?就是拿尺子量也根本没法量,就算拿放大镜,同样没办法。
李孟羲穷尽回忆,他回忆学生时代所有那些理化生实验,回忆了一通他也没有想到方法,因为在学生时代的所有试验中,根本就没教测量粉碎程度的方法。
李孟羲不得已求助于众人,他没想到,这个令他百思不得其解的问题,匠人们随口就给出了答桉。
匠人说的是,拿斗装一满斗,然后称一下,哪一斗沉,哪一斗就碎乎。
哎卧槽,粉碎程度高低,跟重量是怎么扯上关系的。
深入一想,李孟羲意识到这个方法的高明。
不是重量,是密度。
就比如,瓶子里本只能装十个小石子,但是,把小石子打碎,整瓶就可以装的下十五个石子了,要是打的更碎,把石子打成沙子,那一瓶可以装下十八个石子。
高明。
粉碎度越高,在容器里,容纳越多,重量也就越重。
以此方法,可以判断出粉碎程度高低。
李孟羲真是被匠人们上了一课。
匠人们肯定是平日里有充足的使用升斗的经验,肯定是平日里一升麦磨成粉之后装不满一升,肯定是麦粉装满一升后肯定比麦更重,于匠人们而言,磨碎的东西装起来了少,但称着重,这肯定是平常再平常的现象,因此,生活经验丰富的匠人们才能一口道出判断黄豆粉碎程度的方法。
李孟羲当场下发了三百斤粮食的军票以奖励那个提出方法的匠人,匠人接过军票,满脸笑意。旁边人眼见于此,只后悔没有早点开口。
每一次钱粮赏赐,都是对智慧的激励,每一次激励都将使得众人更愿意思考问题。
这次也是一样,这几个匠人收到激励,下回肯定会更加踊跃的参与到解决问题当中。
李孟羲开始测量【黄豆的粉碎程度】了,科学实验中,有一个放**,就是,把试验现象放大以便于观察。
用在此时,李孟羲决定弄一个细长的容器来进行测量。
更细长的容器,一毫升的容量,其刻度有一截那么长,而粗大的容器,一毫升的刻度就短短的指甲盖那么一格,这就使得,两种容器的精度完全不一样。
李孟羲快马回城,勒令木匠们以最快速度制作一个木筒,要求,木筒鸡蛋粗细,长五尺,要求上下一般粗细,内里光滑不可藏水。
制作木筒并不难,可李孟羲要的太紧,要不是现在匠营人手充足原料充沛,还真没办法快速完成任务。
李孟羲带着木筒匆匆回赶,重回到河道边,他用豆渣将竹筒整个装满,然后用力的摇晃一阵,再把豆渣全部倒出。
这一步,是为了减小误差。
因为一个新的木筒第一次用是没有水和豆渣残留的,第一次称量,没有残留物的影响,后边的每一次称量,都势必受到残留物影响,所以,正式的测量,其实应该从第二次开始。
用豆渣将木筒整个装满,然后用力摇晃,以使豆芽尽可能均匀沉降。
等豆渣沉下去一截,再次加满,然后再用力摇晃,直到再不会沉下去之时,将木筒封口,称量,记录重量。
这是第一个重量。
隔日,到第二日,取来泡了一天一夜的黄豆五斤,把粉碎机当中的刀片换成新刀片,等着日头恰到辰时四刻之时,开始发动粉碎机工作。
到粉碎时间恰够一个时辰之时,停下,收集豆渣,木筒装满,称量,又一个重量。
相比前日,重量大概多了四钱多重。
第三日,黄豆已泡了两天两夜了,换第三批新刀片,还是等到辰时四刻开始,到己时结束。
豆渣装筒称量,豆渣装满一筒,一称又重了两钱。
根据,越碎装的越多,装的越多越重,越重粉碎程度越高,根据这个已知道理,成功测得,黄豆的确是泡的越软越容易打碎,这跟事先猜测一样。
不过,之前只是猜测,而现在成功用数据验证了的确是如此。
按理论来讲,黄豆越泡越容易粉碎,可泡两天的黄豆已经有味道了。
所以,考虑到现实情况,黄豆泡一天一夜也就够了。
在粉碎机工作的整个系统中,黄豆变量下属的黄豆浸泡时间变量,已测得。
于后,变量——水。
到底是加水的时候,粉碎效率更快,还是不加水的时候效率更快,如果是加水效率更快,那么加多少水时,多少豆加多少水效率最快。
还是同一个水车,还是同样锋利度的刀片,用浸泡时间相同的黄豆,第一次,不加水,粉碎两个时辰,取黄豆渣装满一筒,称量重量。
第二次,还是用泡了一天的豆子,加水没过黄豆,换新刀具,同样粉碎两个时辰,这一次,因为加了水,黄豆渣和水已经形成豆浆了。过滤掉豆渣,淋干浆水,将湿乎乎的豆渣稍作烘干去除部分水分,然后装筒称量。
这回,重量高了一些。
第三次,用泡了一天的豆子,加水没过黄豆一寸,换新刀具,粉碎两个时辰,后,过滤豆渣,淋水烘干,塞筒称量,重量比前两次又高。
随之,第四次,加水再高半寸。结束时称量,豆渣重量变化不明显了。
第五次,加水再高半寸。结束称量,重量变化不明显。
第六次,加水高半寸。豆渣粉碎程度似乎还降低了。
第七次,水再加高,称量重量又降了一点,似乎粉碎程度降的更多了。
……
到第十次,水已加到五寸半,称量重量明显少了。
李孟羲汇总所有称量重量,他发现豆渣粉碎程度似乎是先由低到高,到了某个位置之后,慢慢逐渐降低。
这让他很不理解数据为何会是这样,难道是机器老化了,难道是水车力量弱了吗。
为验证数据到底有没有问题,重新试了一回,这回,水只加到和黄豆平齐,然后,粉碎两个时辰。称量重量,重量又变高了,这意味着粉碎程度也变高了。
水车的力量没问题,那就说明,数据也没问题。
虽不知,到底是因何缘故,没水的时候粉碎效率不是最高,有一些水的时候效率最高,水多了,效率竟然还下降了。虽不知为何如此,虽不知这其中隐藏着怎样的道理,可数据显示就是如此。
李孟羲针对数据,反做推测,他根据自己所知的知识推出了一些结论,首先,加水之后粉碎效率更高,这可能是因为,加了水之后,刀具的力量传导给水流,又借助水流,力量同时牵引住大量黄豆,使整个系统更加有序,从而提高了效率。
而在一开始的数据,水越多,粉碎的效率越高,应该也是跟水有关系,水越多,整个系统越协调有力。
但之后,水多到一定程度之后,水流本身也是有阻力的,且水越高,底部水压越大,这就使得,水多到一定程度后,会慢慢抵消掉水流带来的那点优势。
这只是一种猜测。
另一种猜测是,可能加入了水,使整个系统变成了流体,在粉碎机运作过程中,是一个不停生产黄豆碎渣的过程,如果没有水,内层的黄豆被打碎之后,碎黄豆不容易甩到外围去,外围的黄豆也不容易接触到刀刃,因此就影响粉碎效率。
简单来说,豆子和豆渣的混合物,在不加水的情况下,得用力晃很久才能把豆渣和豆子分离,但是如果加了水,晃不几圈,所有的豆渣都沉底了。
可能是这个原因,所以加了水之后,豆浆机的粉碎效率会提升了一些。
这些全都是李孟羲的猜测。
不管如何,不管到底哪一种猜测是对的,不管真相是不是如此,反正,数据显示如此,数据显示适量加水能有效提高粉碎效率。
李孟羲看了一下,粉碎效率最高的时候,水量是加到没过黄豆三寸的位置。
至于,这个最佳效率比之寻常效率提高了多少生产效率,不知,李孟羲不懂粉碎程度是如何划分的,若说详细数据,详细数据是,当水高三寸时,粉碎两个时辰后,收集豆渣烘干装筒称量,此时豆渣重量最重,比不加水时重三钱左右。
在粉碎机工作的整个系统中,【水】变量,已测得。
木桶。
木桶一项的测试,李孟羲觉得木桶形状这一点似乎没必要测试,木桶肯定是圆形木桶更好,圆是完美的形状。但,万一呢,万一别的形状效率更好呢,万一感觉是错的呢。
出于谨慎,李孟羲略作测试。
简单形状有圆形,方形,三棱形,椭圆形,多棱形,等等。
木器加工简单,没花太久时间,匠人们便把各种桶给做好了。
在同样的一条河,同样的一个水车,同样的锋利度相同的新刀具,同样的泡了一天的黄豆,同样的五斤黄豆,不同的是,盛黄豆的桶罩不一样,高低相同粗细相同但是形状各不相同的桶。
然后,粉碎两个时辰。
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,李孟羲勐的意识到,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,其粉碎出的豆渣放筒称量之后,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,也更左证这一点,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,粉碎效率就越低。
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。
恍忽之间,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,这样的桶大小不同,也就是底盘大小不同。
李孟羲不能知也无法知桶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,这可能是桶下边太细了,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,李孟羲是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。
于木桶一项,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越少。
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。
为探究答桉,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。
为探究答桉,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桉。
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,本是为了打豆子,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,用断头刀把钝到吊到某个高度,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,还是四个还,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,如同螳螂前探的刀臂。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。
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。
经测试,刀片既不是三枚时效率最高,也不是十枚时最高,二十处于中间值的六枚刀片。
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,而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,连纸张都用于不知多少沓。
由纸张这里,倒还催生出了特种纸张的需要。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,他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,知道锋利度到八十,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,七十一锋利度的度的纸,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。
由一推广,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,其最佳效率是——
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,粉碎机的刀片是八枚,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,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,开始同时进行粉碎工作。
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,装满一筒再称量,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,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,等于每一日都等于增加四百台石磨。
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,就生产出够全城人大吃一顿的量。
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
?间存留的黄豆收上来这些战略目的,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,而官府又不要钱只要豆子,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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