“Vậy thì phải làm gì với máy bơm nước đây?” Zou Yunxin hỏi.

“Tôi cũng không rõ lắm, phải hỏi Xinyue mới biết.” Lục Vũ Ninh lắc đầu.

Nhóm của họ có sự bổ sung cho nhau về kiến thức; Lục Vũ Ninh có khá nhiều hiểu biết, nói chung là biết một chút về mọi thứ.

Trong khi đó, Trương Thiên thì rất am hiểu về việc xây dựng nhà ở, bao gồm công năng của các loại thiết bị và phương pháp xây dựng.

Còn Trương Xinyue thì có kiến thức chuyên sâu hơn về các lĩnh vực vật lý.

“Thực ra, có rất nhiều cách để sử dụng hơi nước và các thiết bị liên quan đến nó,” Trương Xinyue suy nghĩ một chút rồi tiếp tục nói.

“Là máy hơi nước à?” Zou Yunxin hỏi.

“Máy hơi nước chỉ là một loại thiết bị cơ học mà thôi; thực tế có rất nhiều cách để thực hiện nó, và mỗi loại lại phù hợp với những ứng dụng khác nhau.”

Cô ngừng lại một chút rồi tiếp tục: “Chẳng hạn, loại máy hơi nước đầu tiên là máy hơi nước piston – như tên gọi của nó, nguyên lý hoạt động là dựa vào áp suất hơi nước để đẩy piston đi lại bên trong xi-lanh. Những đoàn tàu hơi nước đầu tiên và một số thiết bị động cơ trong nhà máy đều sử dụng loại máy hơi nước này.”

Lục Vũ Ninh gật đầu; trong đầu anh, hình ảnh về máy hơi nước chủ yếu là loại máy hơi nước piston này.

“Một loại khác phổ biến hơn là máy tuabin hơi nước – đây là loại thiết bị có thể chuyển đổi năng lượng động của hơi nước thành năng lượng quay của tuabin; thiết kế của nó hiệu quả hơn nhiều và có thể hoạt động ở tốc độ cao, thường được sử dụng trên tàu thuyền và một số nhà máy điện lớn,” Trương Xinyue tiếp tục giải thích.

“Ngoài ra còn có động cơ phun hơi nước, máy hơi nước động-tĩnh, v.v.; mỗi loại đều có hiệu suất khác nhau và liên quan đến những nguyên lý cơ học khác nhau.”

Mọi người nghe xong đều cảm thấy hơi mơ hồ.

“Tất cả những thứ này đều thuộc về nhóm máy hơi nước. Thực ra, ngoài máy hơi nước ra, nguồn năng lượng chính sau này của chúng ta có thể là máy đốt nhiệt khí. So với máy hơi nước, máy đốt nhiệt khí có cấu trúc đơn giản hơn, ít tiếng ồn hơn, và không cần sử dụng nước; nguồn năng lượng chủ yếu đến từ nhiệt lượng sinh ra bởi quá trình đốt ngoài, trong khi máy hơi nước cần nhiều thiết bị hỗ trợ hơn,” Trương Xinyue nói xong rồi dừng lại, có vẻ như đang suy nghĩ về những ứng dụng cụ thể của hai loại thiết bị này.

Mọi người nghe xong càng thêm bối rối; vừa chưa hiểu rõ về máy hơi nước, lại xuất hiện thêm cái gọi là máy đốt

“Được thôi.” Lục Vũ Ninh có vẻ như đã hiểu rõ hơn.

Nói chung, theo ý kiến của Trương Tân Nguyệt, nguồn động lực chính cho họ sau này nên là động cơ hơi nước; tuy nhiên, do có yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ, việc sản xuất loại động cơ này vẫn chưa thể thực hiện được.

Còn động cơ hơi nước thì lại cần sự tham gia của nước, vì vậy việc ứng dụng nó trong thực tế khá bất tiện – ví dụ, khi muốn chế tạo một chiếc xe hơi để mọi người sử dụng, không thể lắp một bể nước trên xe được.

Tất nhiên, động cơ hơi nước cũng có những ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như trong các thiết bị sản xuất cố định hoặc những trường hợp yêu cầu tải trọng lớn và công suất cao.

“Vậy cái máy bơm nước này phải làm thế nào đây?” Lục Vũ Ninh đặt ra câu hỏi then chốt.

“Ừm, sau khi suy nghĩ kỹ, với công nghệ hiện tại của chúng ta, việc chế tạo những động cơ hơi nước phức tạp hơn là rất khó khăn. Có hai vấn đề chính gây trở ngại.”

Trương Tân Nguyệt dừng lại một chút, nhìn thấy ánh mắt tò mò của mọi người, tiếp tục giải thích: “Đó là piston và tính kín khí.”

Lục Vũ Ninh ngẩn ngơ một lát, rồi cũng hiểu ra. Hầu hết các động cơ hơi nước đều cần sự tham gia của piston; thông qua chuyển động của piston, thanh nối sẽ được kéo động, từ đó chuyển hóa thành năng lượng động.

Tuy nhiên, yêu cầu đối với piston rất cao; do phải hoạt động đi lại liên tục bên trong xi-lanh, nên lực ma sát và tính kín khí đều phải đáp ứng được các tiêu chuẩn nhất định. Thông thường, piston được trang bị các vành piston; vật liệu của vành piston phải có độ đàn hồi và khả năng chống mài mòn tốt, mới có thể đảm bảo tính kín khí giữa piston và thành xi-lanh. Vật liệu thường được sử dụng để chế tạo vành piston là gang hợp kim hoặc thép.

Rõ ràng, với công nghệ hiện tại của họ, việc chế tạo những vành piston như vậy vẫn còn là điều bất khả thi.

“Nhưng nếu chỉ cần dùng để bơm nước thì có lẽ có thể sử dụng máy bơm hơi nước Savery.” Sau một lúc suy nghĩ, Trương Tân Nguyệt cuối cùng lại đưa ra một thuật ngữ mà Lục Vũ Ninh chưa hiểu.

“Máy bơm hơi nước Savery?”

“Ừm…” Vài phút sau, Trương Tân Nguyệt vẽ một sơ đồ đơn giản trên mặt đất.

“Thực ra đây là một thiết kế động cơ hơi nước rất sơ khai; đặc điểm của nó là không sử dụng piston, nhưng cũng vì thế mà nó mất đi khả năng chuyển hóa năng lượng thành động năng. Sau này, do vấn đề về hiệu quả, thiết kế này đã bị loại bỏ… Nhưng đối với chúng ta thì đây vẫn là một lựa chọn tốt.” Trương Tân

Lục Vũ Ninh nhíu mày nhìn bản phác thảo trước mắt một lúc lâu mới gật đầu: “Nguyên lý thì tôi hiểu rồi, cảm thấy có thể thử xem.”

Trương Tân Nguyệt gật đầu và tiếp tục nói: “Ừm, nhưng trước khi làm vậy, chúng ta cần tính toán lượng nước sử dụng đã, sau đó mới quyết định kích thước máy bơm.”

Cô suy nghĩ một chút rồi tiếp tục: “Dựa vào lượng nước chúng ta đang sử dụng hiện nay, ví dụ như nước để tắm, nếu chúng ta muốn làm một chiếc bồn tắm, thì ít nhất cũng cần một cái container lớn hơn cơ thể con người; tính ra thì khoảng 0,5 millilitr nước là cần thiết.”

“Mỗi lần đi vệ sinh cần khoảng 0,1 millilitr nước, tính theo ba lần mỗi ngày thì được 0,3 millilitr; cộng thêm nước dùng để rửa mặt, v.v., tổng cộng khoảng 1 millilitr. Đó là lượng nước sử dụng cho một người; nếu tính cho 6 người thì sẽ là 6 millilitr; cộng thêm nước dùng để nấu ăn, uống nước, v.v., tổng cộng khoảng 8 millilitr mỗi ngày, tất nhiên đây chỉ là ước lượng thôi.”

Trương Tân Nguyệt viết vẽ trên mặt đất để ước lượng tổng lượng nước sử dụng hàng ngày.

“Vậy là trong một tháng, chúng ta cần khoảng 240 millilitr nước, tương đương với nửa chai nước phải không?” Lục Vũ Ninh hỏi.

Trương Tân Nguyệt gật đầu: “Ừm, nếu chỉ dùng cho sinh hoạt hàng ngày thì đủ rồi; đây cũng là lượng nước sử dụng tối đa mà thôi, dù sao cũng không thể mỗi ngày đều tắm được.”

Lục Vũ Ninh suy nghĩ một chút: “Ngoài nước sinh hoạt, sau này chúng ta còn có thể cần sử dụng nước cho hệ thống tưới tiêu, và cũng cần nước để giữ ấm vào mùa đông nữa.”

“Điều đó thì chưa được tính vào đâu; tuy nhiên, chúng ta cũng không trồng nhiều cây lắm, nên việc tưới tiêu cũng không cần phải lo lắng quá nhiều. Còn về vấn đề giữ ấm mà bạn nói, bạn định sử dụng hệ thống sưởi ấm từ năng lượng địa nhiệt à?”

“Ừm.”

“Được thôi, điều đó chưa được tính vào đâu; nhưng các thiết bị như vậy thường chỉ sử dụng một lượng nước nhỏ thôi, nên cũng không sao đâu.”

Lục Vũ Ninh gật đầu, ông cũng nghĩ như vậy.

Mặc dù nhiều việc có thể giải quyết bằng sức lao động của con người, nhưng sự phát triển của công nghệ mới chính là lực lượng sản xuất quan trọng nhất.

Việc sử dụng thiết bị máy bơm này để khai thác tiềm năng của công nghệ là một lựa chọn tốt.

“Tuy nhiên, mặc dù hệ thống này có cấu trúc đơn giản, nhưng đối với chúng ta vẫn còn hai vấn đề lớn,” Trương Tân Nguyệt nói, ngắt quãng suy nghĩ