Apa yang membuat materi itu mengalir melalui Sekrup Archimedes?

... atau dengan kata lain, mengapa materi tidak hanya menempel pada sekrup, berputar pada tempatnya, tanpa maju sepanjang?

Dalam kasus paling sederhana, jawabannya jelas: gravitasi. Jika itu adalah bahan granular atau cairan dan sekrup dimiringkan ke samping, itu hanya akan menggulung / meluncur / mengalir di sepanjang pisau, untuk tetap berada di sisi bawah tabung.

Namun kemudian, Wikipedia mengatakan:

Varian dari sekrup Archimedes juga dapat ditemukan di beberapa mesin cetak injeksi, mesin die casting dan ekstrusi plastik, yang menggunakan sekrup pitch yang menurun untuk menekan dan melelehkan bahan. Akhirnya, ini juga digunakan dalam jenis khusus kompresor udara perpindahan positif: kompresor udara sekrup putar. Pada skala yang jauh lebih besar, sekrup Archimedes dari pitch yang menurun digunakan untuk pemadatan bahan limbah.

Dalam kasus seperti itu kekuatan - tekanan, geser, viskositas, adhesi, semua akan lebih besar daripada gravitasi, dan mungkin dalam beberapa kasus gesekan terhadap dinding tabung. Sebagai contoh, dalam cetakan injeksi, apa yang ada untuk menjaga plastik setengah cair dari membentuk massa penggumpalan, menempel pada sekrup dan tetap berputar di tempat tanpa kemajuan? Ketika tekanan meningkat, gaya mana yang mencegah material mundur ke area tekanan rendah?

Sebenarnya ada dua jenis pengangkutan sekrup: Pengangkatan air dengan sekrup terjadi seperti pada gif Anda, di bagian bawah pipa miring kami memiliki air dan sekrup mendorong 'paket' air ke atas. Air tidak bisa mengalir kembali karena tidak ada jalan, baling-baling tidak sepenuhnya terendam. Mode ini pada prinsipnya juga dimungkinkan dengan padatan. sumber: Wasser Wissen

Sekarang, sekrup konveyor untuk benda padat atau sekrup dalam ekstruder dan penggiling daging atau alat penguras air tertentu bekerja dengan cara berbeda: Ini adalah gesekan antara media dan dinding yang mencegah bahan dari corotating dengan sekrup. Ini akan sulit atau tidak mungkin dicapai dengan cairan dengan viskositas rendah seperti air, karena akan mengalir ke mana saja. Padatan, di sisi lain, dapat dipindahkan ke segala arah - ke atas, ke bawah dll.

Yang saya lihat yang sebenarnya menyebabkan tekanan signifikan tidak memiliki dinding silinder yang halus. Dindingnya memiliki lekukan pada sudut kanan ke bilah yang melewatinya. Ini pertukaran karena alur juga menyediakan jalur kebocoran di sekitar blade. Tetapi dengan kombinasi pisau yang halus dan gesekan minimum plus dinding berlekuk, masalahnya bekerja. Idealnya dinding memiliki gesekan maksimum yang sejajar dengan blade dan tidak ada yang tegak lurus terhadapnya.

Tampaknya kita dapat mencapai ini dengan cukup baik sehingga hal-hal seperti itu benar-benar berhasil. Saya ingat bertanya-tanya hal yang sama tentang penggiling daging cranked tangan ibu saya, mungkin dibuat di Jerman pada awal 1900-an. Bilah dan dindingnya terbuat dari logam yang sama, dan bilahnya tidak dipoles atau apa. Dindingnya memang memiliki alur, yang cukup untuk membuat semuanya bekerja. Itu menghasilkan tekanan yang cukup untuk memaksa daging melalui lubang kecil pada akhirnya.

Ini secara efektif merupakan tambahan untuk jawaban lain:

Sekrup Archimedes asli untuk cairan tidak berfungsi seperti yang dibayangkan kebanyakan orang,
dan diagram TIDAK menunjukkan bagaimana sekrup Archimedes asli berfungsi untuk cairan. Diagram itu valid - itu hanya dari sesuatu yang lain yang bekerja dengan cara yang sama dan telah menjadi identik dengan desain asli di benak masyarakat. Dan kedua versi tidak berfungsi seperti yang dibayangkan kebanyakan orang.

Dalam Archimedes Screw asli, silinder luar terpisahkan dengan "sekrup" dan berputar dengan sekrup - tidak ada segel yang bergerak.

Ketika benda marmer atau benda padat yang tidak dapat masuk melalui celah pemeteraian digunakan, kedua sekrup bekerja sama. Ketika cairan digunakan perbedaan itu penting. Dari referensi di bawah ini:

• Sebuah analisis, menggunakan pengangkatan kelereng alih-alih air, digunakan di hampir semua teks abad ke-19. Ujung bawah tabung heliks mencelupkan ke dalam sepiring kelereng dan mengambilnya. Heliks terus berputar, dan marmer terus diangkat dalam jarak pendek ke atas bidang miring. Gaya geseknya kecil, dan marmernya terus berguling menuruni suksesi pesawat miring yang dibentuk oleh helix berputar. Pada saat yang sama, marmer berada di titik rendah lokal di helix, dan diangkat ke atas dengan kekuatan yang tegak lurus dengan gerakan lokalnya.

Poin kuncinya adalah bahwa "payload" sess jalan menuruni sepanjang jalan dan hanya "berjalan menuruni bukit.

Ilustrasi yang bagus dari prinsip diberikan pada halaman ini.
Mereka menggunakan tubing sehingga tidak ada keraguan tentang "cap".
Gambar ini menunjukkan apa yang dilihat oleh cairan atau muatan lainnya.

Cairan mengalir dengan efektif di dalam ember setiap saat dan tidak ada peluang untuk melarikan diri.

Dalam sekrup gaya asli khas seluruh casing luar disegel ke "sekrup" dan casing luar berputar dengan sekrup. Pertimbangan dari penampang menunjukkan bahwa seperti tabung setiap batch air duduk dalam wadah dan BUKAN dalam tabung miring.

Bahkan dalam sistem casing stasioner yang disebutkan di bawah payload biasanya masih duduk di "ember" dan berjalan selamanya menuruni lereng saat naik (!).

Poin penting dari sistem asli adalah bahwa sekrup dapat diputar dengan kecepatan berapa pun dan bahkan berhenti dan tidak ada kebocoran (terlepas dari semua yang dihasilkan dari konstruksi yang buruk). Berikut adalah perangkat dunia nyata "modern" yang berfungsi dengan cara ini. Ini memungkinkan perangkat diputar dengan tangan pada kecepatan lambat, atau diputar sebentar-sebentar, atau dengan jeda, tanpa kehilangan cairan. Teknik penyegelan modern dan kecepatan rotasi yang relatif cepat dan konsisten memungkinkan sistem di mana casing tidak bergerak.

Gambar dari sini
Dari halaman ini sangat bagus

Sifat dari desain aslinya dijelaskan dengan jelas oleh halaman Wikipedia - Archimedes Screw .
Sementara mereka menyarankan bahwa apakah bagian dalam dan luar disegel dalam desain asli, bahkan pertimbangan singkat dari fakta yang tersedia menunjukkan bahwa memang demikian. yaitu

• "Penggambaran sekrup air Yunani dan Romawi menunjukkan bahwa mereka ditenagai oleh manusia yang menginjak-injak selubung luar untuk mengubah seluruh aparatus menjadi satu bagian, yang akan mengharuskan selubung itu terpasang dengan kaku pada sekrup." - Wikipedia