Co powoduje, że materiał przemieszcza się przez śrubę Archimedesa?

... lub innymi słowy, dlaczego materiał po prostu nie przykleja się do śruby, obracając się w miejscu, nie poruszając się wzdłuż swojej długości?

W najprostszym przypadku odpowiedź jest oczywista: grawitacja. Jeśli jest to ziarnisty lub płynny materiał, a śruba jest przechylona na bok, po prostu przetoczy się / przesunie / popłynie wzdłuż ostrza, aby pozostać na dolnej stronie rurki.

Ale Wikipedia mówi:

Wariant śruby Archimedesa można również znaleźć w niektórych maszynach do formowania wtryskowego, maszynach odlewniczych i wytłaczaniu tworzyw sztucznych, które wykorzystują śrubę o zmniejszonym skoku do ściskania i stapiania materiału. Wreszcie, jest również stosowany w szczególnym typie sprężarki powietrza wyporowego: sprężarce śrubowej. Na znacznie większą skalę do zagęszczania odpadów stosuje się śruby Archimedesa o malejącym skoku.

W takim przypadku siły - ciśnienie, ścinanie, lepkość, przyczepność - wszystko przeważałoby nad grawitacją, a prawdopodobnie w niektórych przypadkach tarcie o ściany rury. Na przykład, co jest w formowaniu wtryskowym, co powstrzymuje półstopione tworzywo od tworzenia masy zbrylającej się, przyklejania do śruby i obracania się w miejscu bez żadnego postępu? Kiedy siła wzrasta, która siła zapobiega cofaniu się materiału do obszaru o niższym ciśnieniu?

W rzeczywistości istnieją dwa rodzaje przenoszenia ślimaków: Podnoszenie wody za pomocą śrub odbywa się tak, jak w twoim gifie, w dolnej części nachylonej rury mamy wodę, a śruba wypycha „paczki” wody w górę. Woda nie może spłynąć z powrotem, ponieważ nie ma ścieżki, ostrza nie są całkowicie zanurzone. Ten tryb jest w zasadzie możliwy również w przypadku ciał stałych. źródło: Wasser Wissen

Teraz przenośniki ślimakowe do ciał stałych lub ślimaki do wytłaczarek i maszyn do mielenia mięsa lub niektóre prasy odwadniające działają inaczej: tutaj tarcie między medium a ściankami zapobiega korozji materiału za pomocą ślimaka. Będzie to trudne lub niemożliwe do osiągnięcia w przypadku płynów o niskiej lepkości, takich jak woda, ponieważ płyną one wszędzie. Natomiast bryły można przesuwać w dowolnym kierunku - w górę, w dół itp.

Te, które widziałem, które powodują znaczne ciśnienie, nie mają gładkiej ściany cylindra. Ściany mają rowki pod kątem prostym do przechodzącego nad nimi ostrza. Jest to kompromis, ponieważ rowki zapewniają również wyciek wokół ostrza. Ale dzięki połączeniu gładkiego ostrza o minimalnym tarciu i rowkowanej ścianie rzecz działa. Idealnie ściany mają maksymalne tarcie równoległe do ostrza i żadne prostopadłe do niego.

Najwyraźniej możemy to osiągnąć wystarczająco dobrze, aby takie rzeczy faktycznie działały. Pamiętam, jak zastanawiałem się nad tą samą starą maszyną do mielenia mięsa mojej matki, prawdopodobnie wyprodukowaną w Niemczech na początku XX wieku. Ostrze i ściany zostały wykonane z tego samego metalu, a ostrze nie było specjalnie wypolerowane ani nic. Ściany miały rowki, co wystarczyło, aby wszystko działało. Wytworzył wystarczający nacisk, aby zmusić mięso do przelotu przez małe otwory na końcu.

Jest to skutecznie dodatek do innych odpowiedzi:

Oryginalna śruba Archimedesa do płynów nie działa tak, jak większość ludzi sobie to wyobraża,
a schemat NIE pokazuje, jak działa oryginalna śruba Archimedesa do płynów. Schemat jest ważny - jest po prostu czymś innym, co działa w podobny sposób i stało się synonimem oryginalnego projektu w ludzkich umysłach. Obie wersje nie działają tak, jak wyobraża to sobie większość ludzi.

W oryginalnej śrubie Archimedesa cylinder zewnętrzny jest zintegrowany z „śrubą” i obraca się ze śrubą - nie ma ruchomej uszczelki.

W przypadku użycia marmurowego lub litego przedmiotu, który nie może zmieścić się w szczelinie uszczelniającej, dwie śruby działają tak samo. Kiedy używany jest płyn, różnica jest ważna. Odnośnik poniżej:

• Analiza wykorzystująca podnoszenie marmurów zamiast wody jest używana w prawie wszystkich dziewiętnastowiecznych tekstach. Dolny koniec spiralnej rurki zanurza się w naczyniu z kulkami i zgarnia jeden do góry. Spirala nadal się obraca, a marmur jest ciągle podnoszony w niewielkiej odległości po pochyłej płaszczyźnie. Siły tarcia są niewielkie, a marmur toczy się po nieskończonej serii pochyłych płaszczyzn utworzonych przez obracającą się helisę. W tym samym czasie marmur znajduje się w lokalnym niskim punkcie spirali i jest przenoszony na zbocze przez siły prostopadłe do jego lokalnego ruchu.

Kluczową kwestią jest to, że „ładunek” pokonuje rampę w dół przez całą drogę i po prostu „zjeżdża w dół.

Dobra ilustracja tej zasady jest podana na tej stronie.
Używają rurki, więc nie ma wątpliwości co do „uszczelnienia”.
Ten obraz pokazuje, co „widzi” płyn lub inny ładunek.

Skutecznie płyn pozostaje w „wiadrach” przez cały czas i nie ma możliwości ucieczki.

W typowych oryginalnych śrubach cała zewnętrzna obudowa jest przymocowana do „śruby”, a zewnętrzna obudowa obraca się wraz ze śrubą. Rozważenie przekroju pokazuje, że podobnie jak w przypadku rurki każda porcja wody znajduje się w pojemniku, a NIE w pochyłej rurce.

Nawet w wymienionych poniżej stacjonarnych systemach obudów ładowność nadal zwykle znajduje się w „wiadrze” i biegnie wiecznie w dół rampy, gdy się wznosi (!).

Kluczowym punktem oryginalnego systemu jest to, że śrubę można obracać z dowolną prędkością, a nawet zatrzymać i nie ma wycieków (oprócz tych, które wynikają ze złej konstrukcji). Oto „nowoczesne” urządzenie świata rzeczywistego, które działa w ten sposób. Umożliwia to ręczne obracanie urządzenia z małą prędkością lub obracanie go z przerwami lub z przerwami, bez utraty płynu. Nowoczesne techniki uszczelniania oraz stosunkowo szybkie i stałe prędkości obrotowe pozwalają na systemy, w których obudowa jest nieruchoma.

Zdjęcie stąd
Z tej bardzo dobrej strony

Charakter oryginalnego projektu jest jasno wyjaśniony na stronie Wikipedia - Archimedes Screw .
Chociaż sugerują, że to, czy wewnętrzna i zewnętrzna były zapieczętowane w oryginalnych wzorach, nawet krótkie rozważenie dostępnych faktów pokazuje, że rzeczywiście tak było. mianowicie

• „Przedstawienia greckich i rzymskich śrub wodnych pokazują, że są one napędzane przez człowieka stąpającego po zewnętrznej obudowie, aby obrócić cały aparat jako jeden element, co wymagałoby sztywnego przymocowania obudowy do śruby”. - Wikipedia