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古代或中世纪都有哪些令人着迷的技术?
我看到过 Quora 上有用户对这个问题做过回答,大概内容是这样的:
这个问题的大部分答案都提到大马士革的钢剑是古代技术的一个有趣的例子。大马士革之剑是如此令人印象深刻的创作,就是用于剑的钢铁。如果我说说怀疑生产大马士革钢剑的方法更令人印象深刻,那该怎么办呢?
这是使用风炉炼铁的过程。这种炉子的考古证据是从斯里兰卡的 Samanalawewa 发现的。考古学家发现了 77 个使用风炉生产高碳钢的冶炼场所,这些钢铁被怀疑用于生产大马士革钢。
炉子很简单,但设计精度要求现代物理知识和发现要达到。
从六月到九月,每年都有强劲的季风吹袭印度洋,抨击面向西南的斯里兰卡丘陵和山脊。这些窑炉位于西南地区的山顶,以便适宜暴露于季风。
炉内通过不断的吹风,保持炉内高温,提供所需的氧气。但是,为了生产高质量的钢材,炉内的温度不可能面对变幻莫测的情况。为了防止这种变幻莫测,通过炉子的空气流动必须是层状的。
古代人不是直接将风吹入炉内,而是通过速度变化(由伯努利原理 - 维基百科解释),使流体在流体中发生的压力下降,从而将空气吹过炉内以保持空气的层流。
这是用于借助气压差保持这种空气层流的炉子。
接近地平面的风向上升,在遇到炉膛的山顶处达到最大加速度。当风被迫在前墙上时,它分成两层。通过炉顶上的开口的风产生了一个低压区,这引起抽吸空气通过前壁中的风口进入炉腔,在炉内形成层流。
流体破坏其层流并变成紊流的点取决于其雷诺数 - 维基百科。直到十八世纪八十年代,奥斯本·雷诺兹(Osborne Reynolds)才能发现一种经过连续实验发现这一点的方法。但是早在公元前 300 年,古代人就明白这个理论来建造这个炉子。
即使空气没有直接吹入炉内,依靠风口的直径和炉内的填充密度,流动仍然是紊乱的。更小的直径是流动将倾向于层流。如果没有 19 世纪 80 年代的雷诺兹方程,这些人可以选择合适的风口直径和密度,这是该炉最令人印象深刻的方面。
这些风炉产生的低碳钢,和大量的高碳钢。考古学家们假设这些炉子每天要生产 10 吨左右的高碳钢。
这个炉子是古代人的一个令人印象深刻的创造,展现了他们拥有的先进的科学和工程知识。
能够创造出大马士革剑这样的精品,全靠造剑用的钢材。但要我说,生产大马士革钢的方法更令人叫绝。
这就是用热风炉熔炼铁的过程。在斯里兰卡的蝴蝶水库发现了这样一个熔炉的考古证据。考古学家发现了77个冶炼场地,都是用热风炉生产高碳钢。这种高碳钢有可能被用来制造大马士革钢。 炉子很简单,但设计得非常精确,简直需要现代物理知识和发现才能实现。
每年的六月到九月,强烈的季风不断地从印度洋吹过来,吹到斯里兰卡面对西南方向的山坡上。熔炉位于西南地区的山顶上,以恰当的角度对准季风的朝向。 因为不断的有风吹进炉子,向炉内供氧,因此炉内得以维持高温。然而,为了生产优质钢材,炉内的温度不能变化无常。为了防止这种突变,空气必须是以层流方式通过熔炉。
古人不是直接把风吹进炉子,而是用因为流体速度变化而产生的压力差将空气送进炉内,以维持空气层流。维基百科中的伯努利原理对此作出了解释。 这是依靠空气压力差维持这种空气层流的炉子。
风贴近地面往山坡上吹,到达山顶时达到最大加速度,在那里遇到了炉子。当风被吹到炉前的墙上时,它分成了两层。掠过炉顶开口的风造成一个低压区,使气流将空气通过炉前墙上的吸风口吸入炉室,在炉内造成层流。
流体破坏层流并变成湍流的点取决于它的雷诺数,这可查阅维基百科。直到19世纪80年代,奥斯本雷诺兹通过一连串实验之后才发现了找到这一点的方法。但是,古代人们在公元前300年就理解了这个理论,并建造了这种熔炉。 虽然空气不是直接吹入炉内,但气流仍有可能是紊流的,这取决于风口的直径和炉内填料的密度。直径越小,气流越倾向于层流。尽管没有雷诺兹在19世纪80年代推导出来的那些方程,这些古代的人们却能够选择合适的风口直径和填料密度,这一点是这种熔炉给人印象最深刻的方面。
这些热风炉可以生产低碳钢和大量的高碳钢。考古学家假定,在那个年代里,这些炉子每年大约生产10吨高碳钢。 这种熔炉是古人令人印象深刻的创造,显示了他们拥有的先进科学和工程知识。
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