我的科学时代 - 第二百四十七章 化压力为食量 ！

    关于喷头材料的问题，主要集中于材料供应环节。
    中华是一个严重缺铜的国家，国内进口的铜金属95%以上供应各大兵工厂，市面上的铜钱和铜制品少得可怜，而这些进口铜金属纯度约为99%左右，无法达到工业级纯铜的标准。
    工业级纯铜，俗称紫铜，含量标准为99.95%以上，如此才具备最佳的热传导系数，这种高端紫铜原料属于国家战略资源之一，中华没有生产能力，全部依赖对外进口。
    “想要购买99.95%纯度以上的紫铜不现实，经济上也不允许，看来必须自力更生，在根据地建立一套完整的紫铜生产体系，采矿冶炼，最后电解精炼，这样就能得到紫铜，不仅氧枪喷头需要用到，发电机，变压器，电话线，子弹和炮弹等等，都需要铜。”余华默默思索，在笔记本上写下关于喷头材料供应的解决办法。
    电解法，这是当前最适合根据地的紫铜生产工艺，把粗铜作为阳极，纯铜作阴极，以硫酸铜溶液为电解液，经过电解纯度可达到99.99%。
    较为容易的材料供应环节问题解决，现在回过头来，着手难度最高的地方。
    喷头结构如何设计，才能符合要求？
    “想要获得超音速气流，提高压力和速度是关键，这里应该采用火箭发动机的拉瓦尔喷管结构，类似涡扇引擎的直筒结构设计虽然也能得到超音速气流，但技术要求很高。”
    余华右手转着铅笔，记忆涌现，大脑对曾经浏览学习过的b站氧吹炉技术视频资料进行分析，综合自己在机械工程系学到的重要知识，很快确定喷头结构设计。
    拉瓦尔喷管结构，日后火箭发动机喷管的主要结构设计，喷管分为两部分，前半部分形状为由大到小，向中间缩减为一个窄喉结构，类似漏斗状，后半部分则迅速扩张，同样类似漏斗状。
    从流体力学角度出发，拉瓦尔喷管是一个很有意思的设计。
    一般而言，高压纯氧在喷管内运动遵循‘流体在管中运动时，截面小处流速大，截面大处流速小’原理，喷管前半部分，高压纯氧随着喷管收敛缩小不断加速，在窄喉区域达到气流的运动速度临界点。
    这时，亚音速气流无法继续提升，不再遵循‘截面小处流速大，截面大处流速小’原理，情况与之恰恰相反，出现‘截面越大，流速越快’现象，所以到了后半部分，拉瓦尔喷管会迅速扩张，增大气流截面积。
    这个精妙绝伦的设计，使得气流运动速度和压力陡然激增，从每秒三百米提升一个数量级，达到2-3公里/秒，约为7马赫—8马赫左右。
    氧枪喷头采用拉瓦尔喷管设计，便能轻而易举获得超音速气流，而火箭发动机采用拉瓦尔喷管设计，就得到了前所未有的巨大推力。
    此外，耳熟能详的弹道导弹，防空导弹，空空导弹等发动机喷管，基本采用拉瓦尔喷管结构。
    好用，实在。
    不过，由于这个年代火箭和导弹均未诞生，人们还没有真正意义上认识到拉瓦尔喷管的价值，自从被瑞典人拉瓦尔发明取得专利以来，便放在家里吃灰。
    余华脑海已然构思出整个拉瓦尔喷管的形状结构，右手执笔，在崭新的设计图纸上，画出基于拉瓦尔喷管的氧枪喷头。
    整个氧枪喷头采用多孔式结构，总共三个微型拉瓦尔喷管结构，随后，余华建立的实时动态喷管数学模型进行分析，数分钟后，得出分析结果。
    在高压纯氧气流压力和流量恒定不变的情况下，三孔设计的超音速气流经过分流处理，速度正好适中，不会伤害到2t级转炉炉底内衬。
    单孔结构喷头，在同等工作氧压参数下，气流速度可以达到2公里每秒，会对炉底内衬造成严重冲击。
    “就用三孔喷头，非常适合2t级实验转炉。”得到分析结果，余华随即确定采用三孔喷头，紧接着，开始下一步设计——枪身。
    由于氧枪需要在温度和热辐射极高的转炉内工作，为了避免氧枪受热损坏，除了一条供氧管道外，还应当加入冷却散热管道。
    风冷散热肯定不行，必须用液态冷却。
    枪身部分设计，余华用的是三管齐下方案，中心管道为主供氧管道，第二根管道为冷却水进水，最外层第三根管道为冷却水出水，枪身与枪尾连接处采用法兰和密封胶圈。
    设计图纸上，由一条条标准线条和符号构成的三孔喷头氧枪逐渐成形，余华一边设计一边建立数学模型，进行计算模拟，获得数据，然后根据这些计算数据进行修改。
    这是余华独有的科研优势。
    时间一分一秒流逝，在清华学堂内所有学生结束上午的考试科目时，余华从高耗能的研发状态之中退了出来，放下铅笔，揉了揉微微肿胀的太阳穴，结束今天的氧枪研发工作。
    目前，氧枪设计工作进度已经完成大约50%左右，当前效率，预计三天后搞定。
    “计算模拟好是好，但消耗太大，每天八个多小时高效学习时间，动用思维计算机只能维持50分钟满负荷使用时间，如果有什么神丹妙药能让我全天候二十四小时运转，并且不伤害我的身体就好了。”思维中心的金色数学符号源源不断释放冰凉之意，余华大脑的肿胀不适感逐渐退去，用心感受自身的状态，轻声叹了一口气。
    只可惜，这种‘神丹妙药’并不存在。
    “明天就是七月一号，距离卢沟桥事变还剩七天，不知道那批德国机床已经到哪儿了，希望能赶在北平和天津沦陷前运抵天津卫，时间越来越紧迫了。”
    余华没有将心思放到寻找什么神丹妙药上，心中默默思索即将爆发的卢沟桥事变：“还有，不知余氏七塔原型机组有没有运抵根据地。”
    七月七日，卢沟桥事变爆发。
    七月二十九日，北平沦陷。
    七月三十日，天津沦陷。
    北方地区留给余华的窗口期，仅剩最后三十天，如果在平津两城沦陷前，交易的德国机床设备还是没有运到，那么整个技术换设备计划很可能直接流产。
    这批德国机床决定根据地的机械制造业，余氏七塔原型机组决定根据地的硫酸工业和火炸药工业。
    随着距离卢沟桥事变越来越近，一股来自于历史重大事件的压迫感，随之而来，笼罩于余华心头。
    余华深呼吸一口气，强压下心中的情绪，保持头脑冷静和沉稳心态，收拾桌面的氧枪图纸，起身前往食堂干饭。
    有压力的时候，身为干饭人的余华最喜欢通过吃饭来缓解压力。
    化压力为食量。
    食堂里，人满为患，参加期末考试的学生议论纷纷，不断吐槽今天上午的科目试题有多难，余华端着满满一份饭菜从拥挤的人群之中出来，随便找了一个位置坐下。
    今天午餐非常丰盛，白面馒头，榨菜，稀饭，外加好不容易的油腥菜肴——土豆炖肉，学校方面为了犒劳期末考试的学生，特地加了一个菜。
    餐盘里放了整整两块如拇指盖般大小的肥肉，轻轻颤抖，散发出摄人心魄般的诱惑力。
    讲道理，余华从以前只吃瘦肉到现在只吃肥肉，真的不是没有道理的。
    生活条件实在是太艰苦了。
    关键是，这还是国立清华大学的饭菜标准，很多地方连饭都吃不上。
    待余华坐下准备迫不及待干饭的时候，忽然，一股淡淡的香味传来，只见面前坐了一名年轻女生。
    “你好，你是余华同学吗？”年轻女生朝着余华询问道。
    被打扰的余华，眉宇微皱，抬起头看向这名女生，顿时感觉眼熟：“我是，你有什么事吗？”
    这不是上次跟他问路去学报编辑部的那个女生吗？
    “你好，我叫叶清月，是清华学报编辑部的初审编辑。”叶清月露出温柔的微笑，解释道。
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