Що змушує матеріал подорожувати крізь гвинт Архімеда?

... або іншими словами, чому матеріал просто не прилипає до гвинта, обертаючись на місці, не просуваючись по його довжині?

У найпростішому випадку відповідь очевидна: гравітація. Якщо це зернистий або рідкий матеріал, а гвинт нахилений убік, він просто закатається / ковзатиме / тече по лезу, залишаючись на нижній стороні трубки.

Але тоді, у Вікіпедії сказано:

Варіант гвинта Архімеда також може бути знайдений у деяких машинах для лиття під тиском, лиття під тиском та екструзії пластмас, які використовують шнек зменшувального кроку для стискання та розплавлення матеріалу. Нарешті, він також використовується в конкретному типі повітряного компресора з позитивним переміщенням: поворотно-гвинтовий повітряний компресор. Набагато більші масштаби для ущільнення відпрацьованих матеріалів використовуються гвинти Архімеда зі зменшенням кроку.

У такому випадку сили - тиск, різання, в'язкість, адгезія, все би переважало гравітацію, і, мабуть, у деяких випадках тертя об стінки труби. Наприклад, у литтєвому формуванні, що є для того, щоб напіврозплавлений пластик не утворив скупчувальну масу, прилипав до гвинта і тримав обертання на місці без жодного прогресу? Коли тиск зростає, яка сила заважає матеріалу повертатися в область нижчого тиску?

Насправді існує два види гвинтового транспортування: підйом води гвинтами відбувається так само, як у вашому gif, у нижній частині похилої труби у нас вода, і гвинт штовхає «пакети» води вгору. Вода не може стікати назад, тому що шляху немає, лопаті не повністю затоплені. Цей режим в принципі можливий і з твердими речовинами. джерело: Вассер Віссен

Тепер гвинтові транспортери для твердих тіл або гвинти в екструдерах і м'ясорубках або певних зневоднювальних пресах працюють по-різному: ось тертя між середовищем і стінками не дозволяє матеріалу корувати шнеком. Це буде важко або неможливо досягти за допомогою рідин із низькою в'язкістю, як вода, оскільки вони будуть текти куди завгодно. З іншого боку, тверді речовини можуть переміщуватися в будь-якому напрямку - вгору, вниз тощо.

Ті, кого я бачив, що насправді викликають значне тиск, не мають гладкої стінки циліндра. Стіни мають виїмки під прямим кутом до леза, що проходить над ними. Це компроміс, оскільки канавки також забезпечують шлях протікання навколо леза. Але при поєднанні гладкого і мінімального тертя леза плюс рифлена стінка річ працює. В ідеалі стінки мають максимальне тертя паралельно леза і жодне перпендикулярно до нього.

Мабуть, ми можемо досягти цього досить добре, що такі речі насправді працюють. Пам’ятаю, як цікавилося те саме про стару ручну м'ясорубку моєї матері, яку, мабуть, зробили в Німеччині на початку 1900-х років. Лезо і стіни були зроблені з одного металу, і лезо не було особливо відполіровано. У стінах були канавки, яких було достатньо, щоб вся справа працювала. Це створило достатній тиск, щоб змусити м'ясо через невеликі отвори в кінці.

Це фактично доповнення до інших відповідей:

Оригінальний гвинт Архімеда для рідин не працює так, як це уявляє більшість людей,
і на схемі НЕ відображається, як оригінальний гвинт Архімеда працює на рідини. Діаграма є дійсною - це просто щось інше, що працює аналогічно і стало синонімом оригінального дизайну у свідомості людей. І обидві версії не працюють так, як їх уявляє більшість людей.

В оригінальному гвинті Архімеда зовнішній циліндр є цілісним "гвинтом" і обертається гвинтом - немає рухомого ущільнення.

Якщо використовується мармуровий або суцільний предмет, який не може поміститися через герметичну щілину, два саморізи працюють однаково. При використанні рідини важлива різниця. З посилання нижче:

• Аналіз з використанням підйому мармуру замість води використовується майже у всіх текстах ХІХ століття. Нижній кінець гвинтової трубки опускається в посуд з мармуру і зачерпує одну вгору. Спіраль продовжує обертатися, і мармур постійно піднімається на невелику відстань вгору по похилій площині. Сили тертя невеликі, і мармур продовжує котитися вниз нескінченною послідовністю похилих площин, утворених обертовою спіраллю. У той же час мармур знаходиться на місцевій низькій точці на спіралі і переноситься вгору по схилу силами, перпендикулярними до його місцевого руху.

Ключовим моментом є те, що "корисне навантаження" спускається вниз по всій дорозі і просто "біжить в гору.

Хороша ілюстрація принципу наведена на цій сторінці.
Вони використовують трубопроводи, щоб не виникало сумнівів щодо "ущільнення".
Це зображення демонструє те, що "бачить" рідина або інше корисне навантаження.

Ефективно рідина сидить у «відрах у будь-який час і немає можливості втекти.

У типових гвинтах оригінального стилю весь зовнішній кожух закріплюється на "гвинт", а зовнішній кожух обертається гвинтом. З врахування перерізу видно, що, як і в трубці, кожна партія води сидить у ємності, а НЕ у похилій трубі.

Навіть у стаціонарних системах корпусів, що згадуються нижче, корисне навантаження все ще зазвичай сидить у «відрі» і вічно біжить вниз по пандусі під час підйому (!).

Найважливішим моментом оригінальної системи є те, що гвинт можна повернути з будь-якою швидкістю і навіть зупинити, і немає витоку (крім будь-якого, що є наслідком поганої конструкції). Ось «сучасний» пристрій у реальному світі, який працює таким чином. Це дозволяє повертати пристрій вручну з повільною швидкістю або перемежовуватися з перервами або з паузами, не втрачаючи рідини. Сучасні методи герметизації та відносно швидкі та послідовні швидкості обертання дозволяють системам, де кожух нерухомий.

Зображення звідси
З цієї дуже гарної сторінки

Характер оригінального дизайну чітко пояснюється на сторінці Вікіпедії - Архімеда Гвинта .
Хоча вони припускають, що, чи внутрішні та зовнішні були запечатані в оригінальних конструкціях, навіть короткий розгляд наявних фактів свідчить, що це дійсно так було. саме

• "Зображення грецьких та римських водяних гвинтів показують, що вони працюють за допомогою людини, що ступає на зовнішній кожух, щоб перетворити весь апарат як єдиний шматок, що вимагатиме, щоб кожух був жорстко прикріплений до гвинта". - Вікіпедія