Thăng Long Thành, mười lăm tháng bảy.
Giờ đây hoàng cung các căn kiến trúc không cần chịu khổ nóng bức. Ứng dụng đầu tiên của máy hơi nước Turbine Tesla được ưu tiên sử dụng trong hoàng cung.
Thực tế chế tạo và đưa vào thử nghiệm và ứng dụng đã cho thấy thiết kế này có trăm ngàn hạn chế và chỉ ứng dụng được ở những điều kiện nhất định. Còn turbine cánh quạt mới là những cỗ máy sẽ được trọng dụng trong tương lai.
Vậy nhưng trong điều kiện lúc này của Đại Việt thì Turbine Tesla đúng là thần khí giúp đỡ rất nhiều bận rộn. Cũng kinh khủng một điều đó là ở Đại Việt đã xuất hiện hai trường phái kỹ sư. Một thì khá thần tượng Turbune Tesla và nghĩ mọi cách cải tiến, khắc phục những nhược điểm của nó. Một phe khác thì vẫn phát triển turbine cánh quạt và khăng khăng cho rằng đây mới là tốt. Cả hai ganh đua thực sự nảy lửa. Có một điều đáng tiếc là chưa một ai nghĩ tới phát triển đầu máy hơi nước Pit tông – xi lanh cả.
Về cuộc đua này thì ở phân khúc tầm 500 mã lực đổ xuống Turbine Tesla đang chiếm thế thượng phong vì khả năng dễ dàng chế tạo và dễ khắc phục các nhược điểm. Từ 700 mã lực đổ lên động cơ thì Turbine Tesla các nhược điểm quá khó khắc phục co nên tụt hậu. Đây chính là lý do nhóm nghiên cứu Turbine cánh quạt vẫn đứng vững và phản công mạnh mẽ.
Nhược điểm của Turbine tesla chính thức ở nơi nào? Tốc độ vòng xoay quá nhanh, mô men xoắn lại không mạnh.
Giảm tốc độ vòng xoay ( rpm) đồng nghĩa phải xắp xếp các đĩa tesla xa nhau hơn, giảm số lượng đĩa, giảm áp suất dòng khí, dòng chất lỏng đầu vào. Từ đó có thể hiểu là giảm hiệu năng của turbine.
Lấy ví dụ một turbine Tesla 8 đĩa, mỗi đĩa đường kính 30cm, xắp xếp đúng tiêu chuẩn mỗi đĩa cách nhau 0,4mm trọng lượng turbine vào khoảng 6kg, quay với tốc độ 10,000 rpm sẽ cho ra 110 mã lực. Đây là thứ Tesla nói về hiệu suất 97% của ông. Nhưng với tốc độ quay này chẳng có máy móc nào chịu nổi cả. Tuy mạnh mẽ nhưng lại chẳng thể ứng dụng được nhiều.
Vậy là các kỹ sư Đại Việt đã phải hi sinh hiệu suất. Giãn các các đĩa 1,2mm, giảm áp lực đầu vào, duy trì tốc độ quay ở 1000 rpm lúc này chỉ có 16 mã lực. Tức là lượng hơ nước đã thất thoát quá nhiều và hiệu suất chỉ đạt tầm 50-55%.
Nghe có vẻ rất lãng phí năng lượng nhưng thẳng thừng mà nói vẫn còn tốt chán hơn hệ thống turbine hơi cánh quạt vừa khó chế tạo vừa kém bền và hiệu suất đang loay hoay ở 25-30% lúc này.
Đó là về Turbine hơi nước.
Còn về Tesla Turbine dòng chất lỏng thì thực sự quá bá đạo ở những con sông nhỏ tại đồng bằng Bắc Bộ. Thậm chí tất cả các sông nhỏ có độ dốc không lớn ở cả ba miền.
— QUẢNG CÁO —
Khẳng định là với các cột nước cao trên 3m , lưu lượng quá 200l/ giây không thể dùng Turbine Tesla nếu không muốn cháy máy.
Nhưng các sông nhỏ được ngăn các tiểu đập mực nước chênh 0,5-0,8 m thì loại mini Turbine cánh quạt quá không hiệu quả. Trong khi tua bin Tesla có thể tận dụng từ 80-90% sức nước kiểu lững lờ con cá cờ này.
Lấy ví dụ một tổ máy tuabin cánh quạt mini đường kính 1m ở sông Tô Lịch chỉ có thể sản sinh 70-80 sức ngựa. Nhưng nếu thay bằng hệ Turbine 16 đĩa , khoảng cách đĩa 0,4mm , vận tốc xoay chỉ 1000 rpm ( vì tốc độ dòng vào thấp) thì công suất đạt được sẽ lên tới 150 sức ngựa. Tận dung đên 85-90% hiệu suất dòng nước.
Như vậy chỉ cần một cái lò hơi bé chừng bình ga nấu bếp cung cấp 22kw năng lượng, turbine tesla sẽ tận dụng cược 11kw tương đương 17 mã lực và thoải mái vận hành hệ thống quạt thông gió điều hoà cho cả một căn nhà lớn… cho nên mới nói ở trong cung là mấy cái căn phòng cung điện chi quý nhân đều lắp hệ thống này. Có điều không đun than hay củi gây khói bụi mà chơi sang bằng lửa gas… nói chung Hoàng cung vẫn được ưu tiên.
Còn về hệ thống tua bin nhỏ trên các sông có dòng chảy chậm lúc này chắc chắn đang được thay mới bằng hệ thống Tesla vừa dễ chế tạo, hiệu suất cao lại dễ lắp đặt.
Về hệ thống các đập mới mực nước cao toàn trên 4m, lưu lượng khủng thì không tên điên nào nhắc về hệ thống Tesla Turbine này.
Tóm cái váy lại đó là Tesla Turbine nhiều hạn chế, công suất không thể nâng quá cao, nhưng dễ chế tạo lắp đặt khắp nơi được và đang là trending ở đồng bằng các vùng Bắc và Trung bộ, nơi mà chỉ có dòng chảy chậm và có thể sử dụng cho máy phát nhiệt điện cỡ nhỏ, thích hợp cho các khu công nghiệp vừa và nhỏ của Đại Việt lúc này. Rất rất thích hợp.
Hơn một tháng trời vậy mà có đến hơn ba mươi tua bin Tesla được lắp đặt tại các khu công nghiệp mới xây dựng.
Nhiều tính toán chỉ ra rằng, thà thay thế tất cả các turbine trên sông Tô Lịch lúc này thì hiệu quả kinh tế vẫn cao hơn việc bảo trì các tua bin cánh quạt mini hiện đang sử dụng ở nơi này.
Nên nhớ Sông Tô Lịch đoạn cung nhỏ từ Trấn Vũ Quân đi Tây Hồ lại tới Quảng Đức Huyện đi ra Sông Hồng dài 4,5 km.
Trên này cứ cách 150m sẽ có một tiểu đập ngăn nước lên tầm 0.8-1m tạo thành cột nước áp lực cho các guồng máy tua bin. Tính ra đã có đến 20 tổ máy phát điện loại nhỏ mỗi tổ máy có 2-3 turbine đang hoạt động
Phía đoạn cung lớn thì còn dài đến 20km trong đó đến 5km có thể tận dụng làm các mương dòng chảy cho các tổ máy tạo thành 30 tổ máy nơi này. Cho nên số lượng các tua bin ở Thăng Long đã lên tới cả trăm đầu không ít.— QUẢNG CÁO —
Nhưng vì hệ thống nước sông Tô Lịch tuy lưu lượng có thể, năng lượng tốt nhưng tốc độ dòng chảy chậm khiến cho các đầu máy Tua bin cánh quạt mini không hiệu quả.
Dự án đó là thay thế các tua bin này bằng hệ thống tesla, còn các mini turbine ở đây sẽ được chuyển về Tân Bình lộ với những con mương đào tuy nhỏ nhưng địa hình dốc hơn, như vậy vẫn có thể không lãng phí tài nguyên nhưng lại đảm bảo tận dụng tốt dòng chảy chậm. ( Tô Lịch mang tiếng chảy chậm nhưng không phải như hiện đại bị lâp và xả rác, lúc này dòng chảy Tô Lịch vẫn rất đáng kể).
Tất nhiên để bố trí được một hệ thống dày đặc các guồng máy turbine như vậy không đơn giản. Phải tính đến yếu tố mùa mưa thoát nước, nếu không thì chắc chắn lũ ngập thành Thăng Long rồi.
Không cần quá lo lắng. Những cái đầu Đại Việt sao có thể làm ăn theo kiểu không có ngày mai như vậy?
Sông Tô Lịch đã được cải tạo triệt để về diện mạo trong bảy năm qua. Nếu ai đó là người Thăng Long mười năm về trước xa xứ về thăm quê hắn không thể nhận ra đây là con sông năm nào. Và thằng nào xuyên không từ thế kỷ 21 sẽ cũng không nhận ra đây là con sông be bé đen ngòm bẩn thỉu rác thải ở thời hiện đại.
Đây không phải con “kênh” rộng chừng 25-30m thời hiện đại ngày ngày bị thu hẹp bởi sự lấn chiếm hai bên bờ.
Sông Tô Lịch như đã nói, thời này khá rộng tới cả gần trăm mét. Nhưng Lý Từ Huy đã huy động khủng bố công nhân số lượng, gia súc, voi thồ và máy móc có thể để khơi sông đến 150m rộng và kè bờ bằng đá , ximăng.
Việc ngăn dòng chỉ là bán ngăn, tức là ½ dòng vẫn có thể thực hiện thoát nước hay dùng thuyền bề di chuyển, còn một nửa bờ tây Sông Tô Lịch sẽ dùng xây dựng các công xưởng guồng máy tua bin.
Chính vì lẽ đó Tô Lịch vẫn đảm bảo tốt tháo nước cùng giao thông, nhưng lại cũng cung cấp đủ năng lượng cho nhà máy với lưu lượng sông sồng rất lớn đổ vào. Đây cũng là thiết kế chung của các khu công nghiệp dựng ven sông ở Đồng Bằng Bắc Bộ, đào mở rộng sông. Sau đó tiến hành bán ngăn dòng.
Thiết kế này tránh được hoàn toàn sự tác động không mong muốn đến giao thông hay thoát lũ, nhưng đồng thời cũng khiến cho tốc độ dòng vào các tua bin sẽ chậm hơn rất nhiều nếu dùng thiết kế đập toàn phần.
Có điều có điên mới dám ngăn dòng toàn phần ở Bắc Bộ, trừ khi muốn chết.
Do đó Turbine Tesla công suất thấp và trung binh dưới 300 mã lực cực kỳ thích hợp cho Bắc Bộ chính là vì vậy.— QUẢNG CÁO —
Dĩ nhiên Lý Từ Huy đồng ý ngay với dự án này.
Bởi lẽ Turbine Tesla dành cho hệ thống thủy lực tốc độ chậm này có thể tăng hiệu suất lên đến 90%, mấy cái mini turbin cánh quạt hiệu suất 50-60% sao có thể so sánh nổi.
Thêm vào đó chế tạo Turbine Tesla dễ lắm thay, chỉ việc cán các tấp thép, cắt thành hình tròn các đường kính phù hợp lắp vào ống trục theo đúng khoảng cách định sẵn thì đã thành công. Ngay cả hộp vỏ cũng chế tạo dễ hơn loại Turbine cánh quạt hướng trục quá nhiều. Từ đó công sức chế tạo một turbine cánh quạt hướng trục cùng kính thước thì có thể chế tạo đến 5-7 Turbine Tesla. Với dòng chảy chậm tốc độ của Turbin Tesla chỉ tầm 100-1500 prm, hoàn toàn phù hợp để các máy móc thiết bị có thể chịu đựng được.
Tất nhiên thành công của Turbine Tesla trên các dòng chảy chậm thì Lý Từ Huy đã lường trước, vì đây là vấn đề lịch sử khoa học đã chứng minh. Lý Từ Huy không có gì là vui vẻ hay không vui vẻ.
Vấn đề nàng quan tâm đó chính là loại Turbine này có thể ứng dụng trong công nghiệp chế tạo động cơ thuyền hay không? Và nếu so sánh với các loại turbine cánh quạt của Đại Việt đang sở hữu lúc này liệu có mạnh mẽ hơn như trong tính toán hay không?
Cho nên ngày hôm nay ở Đấu Hồ ( Hồ Hoàn Kiếm) Thánh Thiên Đế trực tiếp giáng lâm, tận mắt chứng kiến sự ganh đua của hai loại động cơ trên khi lắp trên chiến hạm.
Hau tổ kỹ sư phát triển, hai lý niệm khác nhau, sự ganh đua sẽ rất khốc liệt, bàn trên giấy không có máu gì dùng cả, cần phải lấy thực tiễn so bì chứng minh tất cả.
Yêu cầu rất khắt khe, ba tổ thi đấu bao gồm đều là thuyền Pháo 15m, Thuyền thứ nhất là ba mươi tay chèo chân vịt, thuyền thứ hai động cơ turbine cánh quạt, thuyền thứ ba động cơ Turbine tesla. Mỗi hệ thống tổng trọng lượng động cơ không vượt quá 3 tấn tính cả nồi hơi ống dẫn.
Lý Từ Huy ngắm nhìn ba chiến hạm mà cảm khái, năng lực sản xuất của Thăng Long- Bố Chính đã vượt rất xa sự mong chờ rồi. Nếu quả thật Turbine Tesla thành công thì đúng là có khả năng những tổn thất của Đại Việt do chiến tranh khu vực phía Nam sẽ được bù đắp một phần không nhỏ. Một bước nhảy vọt về phát triển vẫn có thể thực hiện dưới tình hình khó khăn lúc này.