Was bringt das Material dazu, durch Archimedes 'Schraube zu wandern?

... oder mit anderen Worten, warum haftet das Material nicht einfach an der Schraube und dreht sich an Ort und Stelle, ohne sich entlang seiner Länge zu bewegen?

Im einfachsten Fall liegt die Antwort auf der Hand: die Schwerkraft. Wenn es sich um ein körniges oder flüssiges Material handelt und die Schraube zur Seite geneigt ist, rollt / gleitet / fließt sie einfach entlang der Klinge, um auf der Unterseite des Rohrs zu bleiben.

Aber dann sagt Wikipedia :

Eine Variante der Archimedes-Schraube findet sich auch in einigen Spritzgussmaschinen, Druckgussmaschinen und der Extrusion von Kunststoffen, bei denen eine Schraube mit abnehmender Steigung zum Komprimieren und Schmelzen des Materials verwendet wird. Schließlich wird es auch in einem bestimmten Typ eines Verdrängerluftkompressors verwendet: dem Drehschrauben-Luftkompressor. In viel größerem Maßstab werden Archimedes-Schrauben mit abnehmender Steigung zur Verdichtung von Abfallmaterial verwendet.

In einem solchen Fall würden die Kräfte - Druck, Scherung, Viskosität, Adhäsion - die Schwerkraft und wahrscheinlich in einigen Fällen die Reibung gegen die Rohrwände überwiegen. Was kann beispielsweise beim Spritzgießen verhindern, dass der halb geschmolzene Kunststoff eine verklumpende Masse bildet, an der Schraube haftet und sich ohne Fortschritt an Ort und Stelle dreht? Welche Kraft verhindert bei steigendem Druck, dass sich das Material in einen Bereich mit niedrigerem Druck zurückzieht?

Tatsächlich gibt es zwei Arten der Schraubenförderung: Das Heben von Wasser mit Schrauben geschieht genau wie in Ihrem GIF. Im unteren Teil eines geneigten Rohrs befindet sich Wasser, und die Schraube drückt Wasserpakete nach oben. Das Wasser kann nicht zurückfließen, da es keinen Weg gibt und die Klingen nicht vollständig eingetaucht sind. Dieser Modus ist grundsätzlich auch mit Festkörpern möglich. Quelle: Wasser Wissen

Schneckenförderer für Feststoffe oder die Schrauben in Extrudern und Fleischwölfen oder bestimmten Entwässerungspressen funktionieren jetzt anders: Hier verhindert die Reibung zwischen Medium und Wänden, dass das Material mit der Schnecke korotiert. Dies ist mit niedrigviskosen Flüssigkeiten wie Wasser schwer oder unmöglich zu erreichen, da sie überall fließen. Feststoffe hingegen können in jede Richtung bewegt werden - nach oben, unten usw.

Diejenigen, die ich gesehen habe und die tatsächlich erheblichen Druck verursachen, haben keine glatte Zylinderwand. Die Wände haben Rillen im rechten Winkel zur Klinge, die über sie verläuft. Dies ist ein Kompromiss, da die Rillen auch einen Leckpfad um die Klinge herum bieten. Aber mit einer Kombination aus einer glatten Klinge mit minimaler Reibung und einer gerillten Wand funktioniert das Ding. Idealerweise haben die Wände maximale Reibung parallel zur Klinge und keine senkrecht dazu.

Anscheinend können wir dies gut genug erreichen, dass solche Dinge tatsächlich funktionieren. Ich erinnere mich, dass ich mich das Gleiche über den alten handgekurbelten Fleischwolf meiner Mutter gefragt habe, der wahrscheinlich Anfang des 20. Jahrhunderts in Deutschland hergestellt wurde. Die Klinge und die Wände bestanden aus demselben Metall, und die Klinge war nicht besonders poliert oder so. Die Wände hatten Rillen, was ausreichte, um das Ganze zum Laufen zu bringen. Es erzeugte genug Druck, um das Fleisch am Ende durch kleine Öffnungen zu drücken.

Dies ist effektiv eine Ergänzung zu anderen Antworten:

Eine Original-Archimedes-Schraube für Flüssigkeiten funktioniert nicht so, wie sich die meisten Menschen vorstellen,
und das Diagramm zeigt NICHT, wie eine Original-Archimedes-Schraube für Flüssigkeiten funktioniert. Das Diagramm ist gültig - es ist nur etwas anderes, das auf ähnliche Weise funktioniert und in den Köpfen der Menschen zum Synonym für das ursprüngliche Design geworden ist. Und beide Versionen funktionieren nicht so, wie es sich die meisten Leute vorstellen.

Bei einer originalen Archimedes-Schraube ist der äußere Zylinder in die "Schraube" integriert und dreht sich mit der Schraube - es gibt keine bewegliche Dichtung.

Wenn ein Marmor oder ein fester Gegenstand verwendet wird, der nicht durch den Dichtungsspalt passt, funktionieren die beiden Schrauben gleich. Wenn eine Flüssigkeit verwendet wird, ist der Unterschied wichtig. Aus der folgenden Referenz:

• Eine Analyse, bei der Murmeln anstelle von Wasser angehoben werden, wird in fast allen Texten des 19. Jahrhunderts verwendet. Das untere Ende des Spiralrohrs taucht in eine Schale aus Murmeln ein und nimmt eine auf. Die Helix dreht sich weiter und der Marmor wird kontinuierlich ein kurzes Stück über eine schiefe Ebene angehoben. Die Reibungskräfte sind gering, und der Marmor rollt eine unendliche Folge von geneigten Ebenen herunter, die durch die rotierende Helix gebildet werden. Gleichzeitig befindet sich der Marmor am lokalen Tiefpunkt auf der Helix und wird durch Kräfte senkrecht zu seiner lokalen Bewegung den Hang hinaufgetragen.

Der entscheidende Punkt ist, dass die "Nutzlast" den ganzen Weg über eine Abwärtsrampe fährt und einfach "bergab" läuft.

Eine gute Illustration des Prinzips finden Sie auf dieser Seite.
Sie verwenden Schläuche, so dass kein Zweifel an der "Dichtung" besteht.
Dieses Bild zeigt, was die Flüssigkeit oder andere Nutzlast "sieht".

Tatsächlich sitzt die Flüssigkeit immer in "Eimern" und es gibt keine Möglichkeit zu entkommen.

Bei typischen Originalschrauben ist das gesamte Außengehäuse mit der "Schraube" abgedichtet und das Außengehäuse dreht sich mit der Schraube. Die Betrachtung eines Querschnitts zeigt, dass wie beim Schlauch jede Wassercharge in einem Behälter und NICHT in einem geneigten Rohr sitzt.

Selbst in den unten genannten stationären Gehäusesystemen sitzt die Nutzlast normalerweise noch in einem "Eimer" und läuft beim Aufstieg (!) Für immer bergab eine Rampe hinunter.

Der entscheidende Punkt des ursprünglichen Systems ist, dass die Schraube mit jeder Geschwindigkeit gedreht und sogar gestoppt werden kann und keine Leckage auftritt (abgesehen von einer, die auf eine schlechte Konstruktion zurückzuführen ist). Hier ist ein "modernes" Gerät der realen Welt, das auf diese Weise funktioniert. Dadurch kann das Gerät von Hand mit langsamer Geschwindigkeit gedreht oder intermittierend oder mit Pausen ohne Flüssigkeitsverlust gedreht werden. Moderne Dichtungstechniken und relativ schnelle und gleichmäßige Drehzahlen ermöglichen Systeme, bei denen das Gehäuse stationär ist.

Bild von hier
Von dieser sehr guten Seite

Die Art des ursprünglichen Designs wird auf der Wikipedia - Archimedes Screw- Seite klar erklärt .
Während sie darauf hinweisen, ob das Innere und das Äußere in Originalentwürfen versiegelt waren, zeigt selbst eine kurze Betrachtung der verfügbaren Fakten, dass dies tatsächlich der Fall war. nämlich

• "Darstellungen von griechischen und römischen Wasserschrauben zeigen, dass sie von einem Menschen angetrieben werden, der auf das äußere Gehäuse tritt, um den gesamten Apparat in einem Stück zu drehen, was erfordern würde, dass das Gehäuse starr an der Schraube befestigt ist." - Wikipedia