喷出的蒸汽，速度太慢了，而喷出的蒸汽在一个开放的环境下，叶轮只有一片，而且叶轮不够密集。
朱载堉首先要解决喷气速度太慢的问题，如何把蒸汽锁在一个密闭的空间里，而后将蒸汽以一种极快的速度喷发而出，吹动叶片，就成为了朱载堉的头等工作。
密封不是什么难事，利用螺旋和铜片就可以完全做到，朱载堉设计出了一个很奇怪的锅。
锅重四十多斤，全铁打造而成，锅盖底部有垫铜片，用螺丝压紧密封，注水口也可以旋转密封，而出水口上压着一个四两重的铁块。
在朱载堉的设计里，蒸汽膨胀的力足够大，将铁块顶起，蒸汽的速度自然极快。
第一次实验毫无疑问的失败了，轰鸣的爆炸声响起，幸好烧火的人离得远，爆炸的铁片飞的哪里都是，但是失败的实验没有打击朱载堉的热情，而是将四两重的铁块降低到了到了二两。
在不断的实验中，朱载堉详实的记录了过程，最终确定了高压锅的方案。
在进行高压锅实验之中，他还制作了新的密闭的走马灯叶轮，而这这一次他在密闭圆形的内径为三寸的叶轮舱里增加了四个叶轮，让高速气流，带动叶轮旋转。
朱载堉越是实验越是兴奋，在万历五年二月中旬，朱载堉带着自己的轮机来到了皇帝面前。
“这么大的个头吗？”朱翊钧看着面前两人高、三四丈长的红绸布，满是疑惑的说道。
朱载堉拉开了厚重的红绸布说道：“陛下，这里是十六个锅，蒸汽通过管道进入叶轮室，叶轮带动轴飞速旋转。”
一个锅提供的蒸汽不够，那就十六个一起提供，朱翊钧点检了并排放置的十六口锅，锅的原理很简单，就是高压锅，那个压着出气口的铁块，就是安全阀，当锅内的气压足够大，将安全阀顶起时，蒸汽就开始咆哮。
展示所用的叶轮舱，已经拼接好了，但是朱载堉很贴心的准备了一个敞开的叶轮舱，供陛下查看，朱翊钧见到了一个很有趣的东西，轴承。
大铁环套着小铁环，小铁环上并排放着一些铜柱，这些铜柱表面光滑，上面涂满了鲛油，四面叶轮固定在轴上。
鲛油就是吕宋总督殷正茂献上的奇物，其实这东西就是鲸鱼的脑油，不过三百斤，但是这等奇物是天然的润滑剂，所以朱翊钧就看到了轴承。
叶轮舱的叶轮也从一层，涨到了四层，叶轮舱是个喇叭状的头小脚大的设计，轴承带着个飞轮，只要能转起来，从地底取水这件事，就不再困难。
朱翊钧眉头紧皱的拿起了一个叶片，这个叶片是一种扁平状，一面是平的，一面是流线型的曲面，这就是水翼帆船的基本原理，利用流体产生的压力差，催动叶轮旋转，而不是直接吹动。
直接吹动的效率实在是太低了。
而朱载堉将这个技术用到了叶轮上，水翼帆船的经验告诉朱载堉，大明的硬帆可以逆风航行，对风的利用效率更高，那么叶轮上直接使用这种样式的叶片，可以有效的增加效率。
密密麻麻的叶轮片，错落有致的摆放着，最大效率的利用到了快速流动的风。
是的，在朱载堉看来，陛下要的就是一个陆地上利用风力的机械，高速流动的蒸汽不就是一种风力吗？跑马灯上的叶轮不就是轴承的风帆吗？如何更加高效的利用风力，就是朱载堉要做的事儿。
化学能转化为蒸汽的热能，蒸汽的热能转化为了流体能，流体能转化为了机械能，这就是整个过程的能量转化。
朱翊钧检查了所有的东西之后，示意朱载堉开始展示。
“加水！陛下暂且离远一点。”朱载堉对上次的爆炸心有余悸，生怕这次再出现什么事故，请求陛下离远一些。
这东西要是炸了，伤到了他朱载堉不要紧，要是伤到了陛下，这火力提水之事，就没有必要再研究了，所有参与到此事的工匠，可能统统都要斩首。
复古派们，怕是要高兴的以头抢地了。
朱翊钧站在远处，看着那个怪物，面色五味成杂，就像是有一个村民给朱翊钧分享了可控核聚变一样的荒诞感。
大明首席科学家，搞出来的不是传统的往复式蒸汽机，而是蒸汽轮机，虽然它只有四层。
“点火！”朱载堉大声的说道，一声令下，等待后的太监们，开始往里面添煤，几个太监不停的煽动着蒲扇，很快煤被点燃，朱翊钧等了将近一刻钟的时间，轮机开始转动，飞轮的速度由缓慢，变成了尖啸的轰鸣声。
朱翊钧甚至产生了一种飞机起飞的错觉。
过了仅仅半刻钟，朱载堉让人停火，等到轮机完全停止之后，朱载堉才满是懊恼的说道：“陛下，它能转，也就是能转而已。”
“臣观察到，这个蒸汽每经过一片叶轮，就会降速，这让这台机械的转速比较缓慢，臣正在想办法解决。”
朱翊钧面色平静的说道：“怎么降速就怎么提速，在叶轮之间，安装一个固定不转动的方向相反的叶轮，只用来导流，不就可以了吗？”
朱载堉猛地瞪大了眼睛，左手握拳用力的砸在了右手上，满脸狂喜的说道：“对呀！我怎么没想到呢？”
朱载堉已经迫不及待了，因为流速减小的缘故，其实只有第一片叶轮能够利用蒸汽的高速气流，但是通过下面三片叶轮的气流速度会降低，甚至会起到反作用，非但不能让飞轮速度更快，一片叶轮的利用效率反而高于了四片。
可是小皇帝一句话，让朱载堉找到了解决之道，怎么减速就怎么增速，装一个完全相反的叶轮，就可以再次加速蒸汽了。
朱翊钧和朱载堉聊了很久，首先从单向的叶轮，对称一下设计成为了两个，就成为了一个中间细，两头粗的结构，之所以中间细两头粗，是因为压力和体积成反比，蒸汽气压降低的时候，体积会增大，所以要中间细，两头粗，之所以如此设计，是为了尽可能的利用蒸汽的流速。
第三天朱翊钧就见到了新的叶轮，从四片变成了七片，负责加速蒸汽的定子有三片，负责带动轴承旋转的转子有四片，由单缸变成了双杠，中间以鲛油润滑，利用效率进一步的提升。
朱翊钧呆呆的看着面前冒着蓬勃蒸汽、咆哮着的巨兽，而朱载堉高兴的就跟孩子一样，这看看，那看看，他在度数旁通。
记录蒸汽进入的风速和出风口的风速，在朱载堉看来，出风口的风速的降低，是效率进一步提升的证明，而叶轮稳定工作的时间，更是朱载堉要迫切关心的问题。
如何进一步的改良，增加叶轮、改变叶片的造型、进一步改良叶片的风机大小等等，转起来只是第一步，如何更加高效的、更加稳定的、更长时间的转起来，就是朱载堉的课题。
张居正叹为观止的看着这一幕，他知道一个全新的时代，已经悄然开启。
“皇叔这东西叫什么？”朱翊钧满是笑意的问道。
“万历造蒸汽机。”朱载堉言简意赅的说道，万历年间发明创造出来的蒸汽轮机，这就是朱载堉给的答案。
朱翊钧沉默片刻说道：“叫郑王造吧。”
“臣不想袭封郑王。”朱载堉十分确信的说道。
朱翊钧想了想说道：“那朕给皇叔封个新的王？封德王好了。”
“陛下，德王是英庙次子的封王已经封过了。”张居正小心的提醒着陛下，已经有德王了。
“让德王府改名，不改就废庶人好了，反正父亲也废过辽王，也不差这么一个德王了。”朱翊钧非常确定的说道，这玩意儿的意义，张居正显然很懂，德王府不肯让，那就直接废藩，送到凤阳高墙去。
“臣若是领了王爵，就不能在京办事了，祖宗成法仍在，臣只想托庇于陛下，继续做这些个奇技淫巧便是。”朱载堉仍然不肯答应，他不要王爵，是因为做了王，就有了藩禁，哪里都去不得，只要陛下继续支持他做事，就已经是天大的幸运了。
朱翊钧看着咆哮的蒸汽机，一时间不知道说些什么好，千言万语汇成了一句话，皇叔牛皮。
朱载堉这台机械一切都来自于大明眼下现有的技术，有了动力，大明生产力即将产生飞跃。
朱翊钧想了想说道：“皇叔明日到内帑领五十万两白银吧，皇叔既然攻克了真的课题，朕必然要恩赏。”
朱载堉摇头说道：“千金买马骨，若是陛下给了臣，必然让外廷以为是左手倒右手，臣以为臣这是一种路，也有其他路可以走，陛下赏给别人吧。”
“臣本就是拿着陛下的钱在做事，就不必再加恩赏了。”
朱载堉还是不肯领赏，皇帝对他进行了深入的投资，这几年他在京师所有的花费，包括算学教材的编修、观星用的反射千里镜、历法天文生、内书房的学徒、万历律历的编修，没有陛下的鼎力支持，他一件事也做不成。
他没钱，这些东西，哪个不是烧钱的玩意儿？
他不后悔，不后悔被陛下用一个六分仪引诱到京师来做牛做马，相反，当下大明朝的风力舆论之下，他研究的东西，无一例外都是离经叛道，必须要托庇于皇权，他的才智才能完全发挥出来。
所以，他把蒸汽机命名为万历造，这是万历年间的产物，不仅仅是他一个人的智慧。
朱载堉带着新的改良方案离开了，朱翊钧看着已经熄火的蒸汽机对冯保说道：“下旨工部，为皇叔在皇家格物院营建一个王府，规制就按洪武年间亲王制营造，朝鲜送来的高丽姬、吕宋送来的泰西女、北虏送来的海拉尔，也要一个地方安置。”
“下旨礼部，皇叔一应礼制，以亲王礼待之，不可有任何的懈怠。”
“下旨兵部，给皇叔配红盔勋卫四百名，皇叔有难，则连坐瓜蔓，绝不姑息。”
“冯大伴，给皇叔配奢员若干，一切安保之事，位于亲王之上，一切出入起居，皆由宫中负责安顿。”
“朕还能赏赐点什么？就拿出这么点东西，日后说起来，怕是又要骂朕薄凉寡恩了，还是给皇叔五十万两白银，真金白银的砸下去，更加安心一些呢。”
“奇物啊。”
往复式蒸汽机不是点错了科技树，只是当时并没有关于流体能的研究，所以往复式蒸汽机是一个符合泰西的，但是大明已经研究过硬帆了。求月票，嗷呜！！！！！
第224章 朕的算学附加卷
2023-08-05
皇叔朱载堉搞出来的东西，是完全不符合这个时代的产物，是一种探索和创新，结合过往经验的应用，多好用不见得，也就是能用的程度，效率和后世的蒸汽轮机当然不能相提并论，后世的用在大型船舶、发电厂的蒸汽轮机的热效率能达到60%以上，而皇叔朱载堉这台轮机，怕是连5%都很难做到，而且极不稳定。
朱翊钧可以清楚的解释清楚其中的原理，比如高压蒸汽、安全阀，定子叶片的对蒸汽的加速原理，高温高压高速，经过了转子叶片后变成了高温高压低速、在定子叶片降温、降压，蒸汽膨胀再通过叶片速度自然提升。
但是让朱载堉完全搞清楚其中的逻辑，进而更加科学的设计，那是为难皇叔。
不过也是惊世骇俗的奇迹之物了，因为往复式蒸汽机，玩了两百多年，到三胀式蒸汽机时，热效率也不过8%，而这台神奇的蒸汽轮机的效率已经接近5%，极其恐怖。
瓦特改良蒸汽机的时候，也不是经过了精密的计算和设计，都是一种经验主义的实践。
朱载堉的蒸汽机工作时间短、使用寿命低，高温高压的蒸汽，对蒸汽轮机的损害是极为致命的，材料学需要突破，才能适应高压高温，动辄400°、500°的高温、高压蒸汽，脆弱的叶片很容易就会坏掉。
次日朱翊钧就收到了皇叔朱载堉的奏疏，短命的蒸汽机，如何增寿？朱载堉使用了一种奇怪的思路，减轻高压锅炉上的安全阀重量，降低温度和压力，降低对叶片的压力，将400°以上的高温，降低到200以下。
虽然会进一步牺牲效率，但是使用寿命立刻就可以延长到了足够实际应用的地步。
“皇叔厉害啊。”朱翊钧朱批了朱载堉的奏疏，这不是说朱载堉放弃了对高压高温的探索，只是践履之实的、理论结合实际的让蒸汽机来实际应用。
往复式蒸汽机的原理非常简单，蒸汽输入，推动活塞，活塞带动曲柄，曲柄带动飞轮。
而往复式蒸汽机就是让高压蒸汽从两头输入气缸，左右推动活塞，而实现高压蒸汽左右进入气缸装置，是连接飞轮的滑阀。
滑阀通过滑阀杆连接飞轮，飞轮转动，滑阀左右活动，蒸汽从左右两边进入气缸之内就可以实现了。
最大的技术难点是密封，滑阀室和气缸都有连杆连接飞轮，而滑阀室和气缸都需要密封的技术。
往复式蒸汽机相比较蒸汽轮机，最大的问题，就是密封的困难，既要连杆进进出出，又要连杆处密封，不让蒸汽泄压，这就是朱翊钧需要攻克的技术难题。
重赏之下必有勇夫，各种各样巧妙的思路出现在了朱载堉的案头，但凡是有用的意见，就会被朱载堉采纳，并且发下去一笔赏银，火力提水这个话题，在重赏之下，开始高涨了起来。
京师各大杂报开始报道朝廷的重赏，并且寻找能够火力提水之人。
烧不了煤就烧银子，这就是朱翊钧的解决方案，烧银子真的有用，朱很快就有了收获。
“陛下，元辅先生说准备好了，请陛下前往。”冯保俯首说道，实验的场地在全楚会馆，在宝岐司整理农书的朱翊钧听闻，合上了农书，站了起来。
这个装置来源于《民报》，并不是蒸汽机，但也是一种取水装置。
民报，一个喜欢报道各种和百姓息息相关的事儿的杂报，报道了一种自流水装置，这种装置不是不需要做功的永动机，而是可以更加简单的取水方式，也是响应朝廷的号召，此物一出就引得了坊间的热议。
朱翊钧赶到了全楚会馆，张居正在门前恭候，而门槛已经全部拆除，在游七的带领下，朱翊钧来到了九折桥的水池边。
装置很简单，一个风箱加一根管子，风箱本来吸气的入风口，连接上了管子，伸进了人工湖之中。
游七站在风箱旁，得到了张居正的首肯后，游七开始抽动风箱的拉手。
“出水了。”朱翊钧看着出风口变成了水管，笑着对张居正说道。
游七选择了停手，而水流并没有停止，仍然在不断的流出，而后水流变小，水停止了流动，当游七再次拉动时，水再次流出。
而此时的大明首辅张居正，愣愣的出神，九折桥旁的柳树已经发芽，在春风的吹拂下，在湖面上荡出了涟漪，他已经试过了许多次，这不是道术，是万物无穷之理。
很简单，管子内的气体被抽走了，所以水被吸了上来，利用的是大气压强。
大明有一种汲酒器，长杆空心，长杆的顶部有一个气孔，将汲酒器放入酒中，摁住气孔，就可以把酒提上来，而后松开气孔，酒就会流入杯中，也是用的大气压强。
游七带着皇帝和首辅，来到了自家水井面前，将管道伸入了井内，第一口井很快就抽出了水，但是第二口井却没有。
“第二口水面到地面，超过了三丈，但凡是超过三丈，都不能抽出水来。”张居正开口说道。
按照大明和泰西的共同认知，自然厌恶真空的基本原理，超过三丈也应该能压出水来，但，不行就是不行。
大气压强也是有限度的，只能把水压到三丈高左右。
三丈这个深度，就是压水机，抽出水的极限距离，这不是说这种装置没有用，相反它非常有用，能够极大的方便百姓们的生活。
它的应用场景，可以在低于三丈的井内使用，这是一个便民的神奇发明。
风箱稍微改一改就是一台压水机，涂上桐油，能用几十年，里面的活塞和水管上有一个皮垫盖板，空气只能从下往上流动，不能从上往下流动，当然密封比较差的话，可以先倒上去一点水，增加密封性。
“发明此物的工匠在何处？”朱翊钧看完了实物，连连点头，真的是一种巧妙的提水方法，虽然三丈的高度有限，但还是能够实际运用的。
张居正就是这样，他怕有人蒙蔽圣上，就自己先来试试，毕竟嘉靖年间，有假道士欺骗道爷，被缇帅陆炳给点了，陛下年龄幼冲，若是被骗了，张居正这个帝师，负首要责任。
张居正践履之实的发现，这东西有用，应用场景有限，但确实很好用，能够极大的方便百姓的生活。