(фр. vis d"Archim è de, англ. - Archimedian screw) - так называется изобретенная Архимедом водоподъемная машина, состоящая из бесконечного винта с укрепленной осью, которая входит своими извилинами в винтовое колесо. Машина эта имеет то преимущество перед насосами, что она крайне проста по своему устройству и не заключает подвижных частей, которые могут прийти в беспорядок и привести машину в негодность, почему она действует хорошо даже в илистой воде.

Архимедов винт

Принимая во внимание необходимую для ее действия силу, она является крайне удовлетворительной и хорошей для практических потребностей, хотя, с другой стороны, она непригодна для поднимания воды на любую высоту. Вследствие легкости, с какой она может быть перевозима и всюду устанавливаема, ею пользуются часто для вычерпывания воды из рвов и ям при постройке фундаментов и для осушки залитых местностей, переливая воду через низкую плотину и т. п. Нынешние водоподъемные машины состоят из оси, вокруг которой вьются обороты винтовой плоскости таким образом, что образуют винтовой канал, открытый внизу и вверху машины; все это помещается обыкновенно в цилиндрическую или расширенную в виде бочки трубу. Винт, которого длина бывает от 3,8 до 6,4 метр., ставится таким образом, что нижний конец его погружен в воду, верхний же находится там, где вода должна выливаться. Винт приводится во вращение с помощью рукоятки, прикрепленной к верхнему концу оси (если машине приходится долго действовать, то это делают с помощью ветряного колеса, которое соединяется помощью привода с винтом, как, напр., в Голландии). - Вода, которая попадает в канал внизу, при вращении винта поднимается до верху и льется непрерывной струей из верхнего отверстия. На том же самом принципе основан и винт корабельный (см. это сл.).Архимедов винт - водоподъёмная машина , изобретённая Архимедом (3 в. до н. э.). А. в. представляет собой открытую с двух сторон цилиндрическую трубу (длиной 4-6,5 м), по оси к-рой установлен вал с винтовой поверхностью, образующей

винтовой канал (см. рис.). Один конец А. в. опускается в жидкость, которая должна подниматься машиной, второй же конец устанавливается там, где жидкость должна выливаться. Ось А. в. располагается под углом к горизонту. При вращении винта жидкость ио трубе поднимается вверх и непрерывной струёй выливается из верхнего отверстия^. Действие А. в. основано на принципе наклонной плоскости. А. в., но сравнению с обычным поршневым насосом, обладает тем преимуществом, что он действует удовлетворительно при подъёме загрязнённой, например илистой, воды, тогда как поршневые насосы удовлетворительно работают только при подъёме чистой воды. По сравнению с центробежным насосом А. в. является сильно устаревпшй машиной, поэтому в настоящее время для подъёма воды он употребляется очень редко. А. в. используется в различных машинах для передвижения небольших однородных твёрдых и сыпучих тел, для перемешивания вязких жидкостей и как составная часть различных винтовых конвейеров, месильных машин и т. п. АРХИМЕДОВА СПИРАЛЬ-кривая линия, описываемая точкой, равномерно движущейся по прямой в то время как эта прямая равномерно вращается в плоскости вокруг одной из своих точек. Если центр вращения, О, принять за полюс, а направление прямой, ОХ, в момент ta прохождения движущейся точки че 24*

рез центр О - за полярную ось (см. рис.), то уравнение А. с. в полярных координатах (см.)

имеет вид:

где а - постоянная. А. с. состоит из двух бесконечных ветвей - траекторий движущейся точки; 1) начиная с момента г0, 2) до момента г0; 1-й ветви (на рис. - сплошной линии) соответствуют значения аргумента ср>0, а 2-й ветви (пунктирной линии) - значения <р<0.

Требуется проверка викификации!

Исторически использовавшийся для передачи воды из низколежащих водоёмов в оросительные каналы. Он был одним из нескольких изобретений и открытий, традиционно приписываемых Архимеду , жившему в III веке до н. э. Архимедов винт стал прообразом шнека .

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

Почему воздушный поток над аэродинамическим профилем движется быстрее, чем под ним?

Клин и винт

Архимедов винт / Archimedes screw

Субтитры

Принцип работы

Устройство состоит из наклоненной под углом к горизонту полой трубы с винтом внутри. Она была изобретена Архимедом примерно в 250 году до н. э. либо в Греции ранее. Винт можно представить, как наклонную плоскость , навёрнутую на цилиндр.

Винт вращается обычно с помощью ветряного колеса , либо вручную. В то время, как поворачивается нижний конец трубы, он собирает некоторый объём воды. Это количество воды будет скользить вверх по спиральной трубе во время вращения вала, пока наконец вода не выльется из вершины трубы, снабжая ирригационную систему.

Контактная поверхность между винтом и трубой не обязана быть идеально водонепроницаемой, потому что относительно большое количество воды черпается за один поворот по отношению к угловой скорости винта. Кроме того, вода, просачивающаяся из верхней секции винта, попадает в предыдущую секцию и так далее, таким образом, в машине достигается динамическое равновесие, что препятствует уменьшению механической эффективности.

«Винт» не обязан поворачиваться внутри неподвижной оболочки, он может вращаться вместе с нею как одно целое. Винт может быть герметично прикреплён с помощью смолы или другого связующего к оболочке либо отлит из бронзы как одно целое с оболочкой, как, по предположению некоторых исследователей, были сделаны устройства, орошавшие висячие сады в Вавилоне . Изображения древнегреческих и древнеримских водяных винтов показывают, что винт двигался человеком, наступавшим на внешнюю оболочку, чтобы вращать весь аппарат как единое целое, что требовало, чтобы корпус был жестко скреплён с винтом.

Применение

Издавна архимедов винт применялся для подъёма воды в оросительные каналы. Кроме того, это устройство также использовалось для отвоёвывании земли у моря в Голландии и других местах при создании польдеров . Участок моря перекрывался дамбой, и вода удалялась из него, начинался процесс осушения земли для использования в земледелии.

Архимедовы винты использовались в установках по обработке сточных вод, потому что они успешно справляются с разными мощностями потока и с суспензиями .

Тот же принцип можно увидеть в «пескалаторах» - архимедовых винтах, предназначенных для безопасного подъёма рыбы из прудов. Эта технология применяется в основном на рыбоводных заводах (рыбопитомниках), поскольку она позволяет транспортировать рыбу, не травмируя.

В автомобильной технике архимедовы винты могут применяться вместо колес. Принцип движения шнекороторного вездехода прост. Машина оборудована двумя или более соосными с направлением движения роторами - винтами Архимеда. При вращении они отталкиваются от кашеобразной или жидкой субстанции, по которой движется вездеход, и продвигают его вперед.

Шнекоходу не страшно ничего. Там, где вязнет болотоход с огромными бескамерными шинами, где из-за неровностей рельефа не может пройти судно на воздушной подушке, шнекоход будет медленно, но верно продираться вперед. Для спасательных операций в условиях, например, северных болот, он может стать незаменимым помощником. Кроме того, полые роторы-шнеки могут служить поплавками, превращая вездеход в амфибию. Основной недостаток - это полная неспособность шнекохода передвигаться по хотя бы чуть-чуть твердой поверхности. Как только шнек «чувствует» землю, машину начинает сносить в сторону и трясти. Вроде бы этого нетрудно избежать, сделав поворотной кабину вездехода. Пусть на шнеках он идет по оси X, а по дороге катится по оси Y. Но, увы, так сделать нельзя, потому что от качения шнеки будут попросту разрушаться, теряя присущие им свойства архимедова винта. А если сделать их сверхпрочными, шнекоход будет дробить асфальт или другое покрытие. Есть и еще один недостаток: крайне низкая скорость движения при высоких энергетических затратах. Именно невозможность существования шнекохода в качестве самостоятельной транспортной единицы и не позволило подобным вездеходам получить должное распространение. В том крайне узком сегменте, где без них не обойтись, делают просто: привозят шнекоход в кузове другой машины и спускают его на воду или грязь.

Изобретателем винта считается древнегреческий учёный, математик, физик, изобретатель и инженер Архимед, живший в 287-212 годах до нашей эры.

Нужно заметить, что винт Архимеда вовсе не был предназначен для крепежа. Архимед создал его как средство для подъёма воды из низко расположенных водоёмов в оросительные каналы.

Винт Архимеда

В одном из своих сочинений Галилео Галилей назвал винт Архимеда «водяной улиткой Архимеда».

Изобретение Архимеда устроено гениально просто. В цилиндрическую трубу, установленную под углом к горизонтальной плоскости, помещён винт. Нижний конец цилиндрической трубы погружен в воду. Когда винт вращается, вода поднимается по трубе вверх. Винт приводится в движение вручную или с помощью ветряного колеса.

Винт Архимеда сразу же нашёл широкое применение. С его помощью осуществляли подъём воды в оросительные каналы. В Египте он до сих пор используется в устройствах для орошения полей. В дальнейшем древние греки начали использовать винт в прессах, с помощью которых выжимали сок из винограда для приготовления вина. Благодаря винту Архимеда, воду поднимали из глубоких колодцев. В Голландии это устройство применяли для того, чтобы отвоевать у моря территории для земледелия. Часть моря отгораживали дамбой, затем осушали его с помощью винта Архимеда.

Винт Архимеда стал прообразом современного шнека – стержня со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси. А шнек, в свою очередь, является частью механизма, предназначенного для перемещения груза вдоль винтовой поверхности внутри трубы. Практически каждая хозяйка пользуется в быту мясорубкой, одной из деталей которой является шнек. Архимедов винт стал прообразом судовых винтов и авиационных пропеллеров, движителей вездеходов, а также обычных винта и гайки.

Учёный Архимед

Но Архимед изобрёл не только винт. Величайший учёный, живший в Древней Греции, был автором множества технических изобретений.

Идея использования рычага также принадлежит Архимеду. Комплекс блочно-рычажных механизмов, созданных им в порту Сиракуз, значительно облегчил и ускорил процесс перевалки грузов.

Но с особенной силой инженерный гений Архимеда проявился весной 214 г. до нашей эры во время осады Сиракуз. Архимеду в это время было более 70 лет.

Архимед придумал различные оборонительные машины. Эти машины были приспособлены для метания снарядов на любое расстояние. Если неприятель находился далеко, его корабли поражали дальнобойные камнеметательные машины. Если же ему удавалось подплыть поближе, в дело шли меньшие машины. Метательные машины Архимеда забрасывали лагерь врагов бомбами, начинёнными горящей смолой. Наполированные до блеска щиты воинов выполняли роль линз. Отражённый от них солнечный свет направляли на вражеские корабли и поджигали их. Изобретения Архимеда заставляли врагов отступать. Много месяцев Сиракузы были неприступны. Но, в конце концов, пали из-за предательства. И великий учёный погиб от руки римлянина, защищая рукой не себя, а свои чертежи.

Гениальный Архимед намного опередил время, в которое жил. Со времени его гибели прошло много веков. Винт Архимеда видоизменился. Но идеи Архимеда находят новое применение и сейчас.

водоподъемная машина, изобретение которой приписывается Архимеду. А. в. представлял собой цилиндрич. трубу длиной 4 - 6 м, по оси которой был установлен деревянный вал с тремя винтовыми ленточными лопастями, прикрепл. к валу. Один конец А. в. опускался в воду, второй направлялся туда, куда нужно было подавать ее. Эффект подъема воды достигался попеременным зачерпыванием воды тремя параллельными лопастями, делившими горловое водозаборное отверстие цилиндра на три сектора. При повороте вала вода, захвач. первым витком, поднималась во второй и т. д. Предотвращение обратного стока воды обеспечивалось равномерным и непрерывным вращением вала А. в. Остатки водоподъемной эстакады А. в. найдены в одном из др. рудников в Испании, где эта установка, несмотря на очевидную ненадежность, использовалась в производств, целях. А. в. применялись также для снабжения питьевой водой и орошения.

рис. 1. Схема винтовой спирали. Справа: поперечный разрез.

рис. 2. Ось со вспомогательными линиями для установки винтообразных гибких лопастей.

рис. 3. Эстакада архимедовых винтов на руднике Санта Барбара (Испания). Угол наклона 25, длина 7 м, высота хода 1,85 - 2,10 м

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский Государственный Строительный Университет

Р еферат на тему: "Архимедов винт"

Выполнил: Сартаков С.M.

План

Введение

1. Принцип работы архимедова винта

2. Применение

3. Применение в электротехнике в наши дни

Введение

Архимедов винт - механизм, исторически использовавшийся для передачи воды из низколежащих водоёмов в оросительные каналы. Он был одним из нескольких изобретений и открытий, традиционно приписываемых Архимеду, жившему в III веке до н. э.

1. Принцип работы архимедова винта

Устройство состоит из наклоненной под углом к горизонту полой трубы с винтом внутри. Она была изобретена Архимедом примерно в 250 году до н. э. либо в Греции ранее. Винт можно представить как наклонную плоскость, навёрнутую на цилиндр.

Винт вращается обычно с помощью ветряного колеса, либо вручную. В то время, как поворачивается нижний конец трубы, он собирает некоторый объём воды. Это количество воды будет скользить вверх по спиральной трубе во время вращения вала, пока, наконец вода не выльется из вершины трубы, снабжая ирригационную систему.

Контактная поверхность между винтом и трубой не обязана быть идеально водонепроницаемой, потому что относительно большое количество воды черпается за один поворот по отношению к угловой скорости винта. Кроме того, вода, просачивающаяся из верхней секции винта, попадает в предыдущую секцию и так далее, таким образом, в машине достигается динамическое равновесие, что препятствует уменьшению механической эффективности.

"Винт" не обязан поворачиваться внутри неподвижной оболочки, он может вращаться вместе с нею как одно целое. Винт, может быть герметично прикреплён с помощью смолы, или другого связующего к оболочке, либо отлит из бронзы, как одно целое с оболочкой, как, по предположению некоторых исследователей, были сделаны устройства, орошавшие висячие сады в Вавилоне. Изображения древнегреческих и древнеримских водяных винтов показывают, что винт двигался человеком, наступавшим на внешнюю оболочку, чтобы вращать весь аппарат как единое целое, что требовало, чтобы корпус был жестко скреплён с винтом.

Архимедов винт рабочим органом которого являются укреплённые на валу несколько витков винтовой поверхности (архимедовой спирали) с наружным диаметром D = 0,3-2,0 м. Будучи погружён одним концом в водоисточник, винт, вращаемый живым или механическим двигателем (часто ветровым), захватывает воду из источника и продвигает её по винтовой поверхности вверх. Архимедов винт, по конструкции бывает закрытый и открытый. Закрытый винт плотно вставляется в цилиндр, который вращается с ним. Он устанавливается под углом около 25° к горизонту; при понижении уровня воды в источнике нижний конец винта м. б. опущен, и угол наклона увеличен до 45°. Открытый винт помещается в неподвижном открытом железном, бетонном или деревянном лотке, соприкасаясь с его дном; угол наклона не больше 30°. Архимедов винт поднимает

Q=мЧnЧzЧq міводы в 1 мин.

(здесь q - ёмкость 1 винтовой лопасти; м - степень её наполнения водой; z - число ходов винта; n - число оборотов винта в 1 мин.). Длина винта

где Н - высота подъёма в м.

Обычно подаётся от 36 до 2 460 л/сек, но в единичных мощных установках до 30 м 3/сек. Архимедов винт успешно подаёт и грязную воду. Он часто применяется при орошении (Египет) и осушении (БССР, Голландия). архимед винт орошение осушение

2. Применение

Издавна, архимедов винт, применялся для подъёма воды в оросительные каналы. Кроме того, это устройство также использовалось для отвоёвывания земли у моря в Голландии и других местах при создании польдеров. Участок моря перекрывался дамбой, и вода удалялась из него, начинался процесс осушения земли для использования в земледелии.

Архимедовы винты использовались в установках по обработке сточных вод, потому что они успешно справляются с разными мощностями потока.

3. Применение в электротехнике в наши дни

Многие столетия люди использовали Архимедов винт для орошения, чтобы поднимать воду в каналы из водоемов, расположенных ниже. Пару десятилетий назад инженеры обнаружили, что винт можно использовать и при обратном вращении.

Если для подъема воды винт должна вращать внешняя сила, то в данном случае он устанавливается в водный поток и вращается течением воды. В результате Архимедов винт, оказался удачной конструкцией для мини-гидроэлектростанций на ручьях и небольших речках. Мощность таких источников энергии скромная, но достаточная для нужды небольшой деревни. Плюсом является минимальное воздействие на окружающую среду: не создается плотины и затопления выше нее, а рыбы могут без вреда проплывать через Архимедов винт, тогда как лопатки плотины служат им серьезным препятствием.

Такие генераторы уже действуют в Европе, например, в Великобритании, где созданы микро-гидроэлектростанции Torrs Hydro и Settle Hydro, а еще один генератор, построенный по заказу Елизаветы II, снабжает электроэнергией Виндзорский замок

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Расчет мембранного аппарата. Определение количества мембранных элементов, составление балансовых схем по движению воды и компонента, подбор насосного оборудования для обеспечения требуемого рабочего давления при подаче воды в мембранный аппарат.

контрольная работа , добавлен 06.05.2014


Этапы проектировочного расчёта винта. Анализ схемы для расчета винта на износостойкость. Основные особенности проверки обеспечения прочности и устойчивости винта принятыми размерами. Приведение расчета винт-гайки. Рассмотрение параметров резьбы винта.

контрольная работа , добавлен 27.08.2012


Расчет передачи винта гайки скольжения. Определение числа витков резьбы гайки. Расчет тела гайки на прочность, а также выбор подшипника. Проверка стержня винта на прочность по приведенным напряжениям. КПД резьбы скольжения. Расчет проушины и штифтов.

курсовая работа , добавлен 25.02.2012


Определение размеров винта и гайки. Проверка соблюдения условия самоторможения. Конструирование дополнительных элементов передачи винт-гайка. Выбор размеров поперечного сечения ключа. Расчет тисы для закрепления деталей на столе фрезерного станка.

контрольная работа , добавлен 26.10.2012


Проблемы воды и общий фон развития мембранных технологий. Химический состав воды и золы ячменя. Технологическая сущность фильтрования воды. Описание работы фильтр-пресса и его расчет. Сравнительный анализ основных видов фильтров для очистки воды.

курсовая работа , добавлен 08.05.2010


Анализ конструкторской документации на обтекатель втулки винта. Оценивание производственной технологичности конструкции обтекателя втулки винта по качественным критериям. Выбор и обоснование типа производства. Разработка схемы сборки, а также увязки.

курсовая работа , добавлен 13.01.2014


История создания скреперов, их назначение, применение и классификация. Устройство рабочего органа и технологические схемы работы. Определение конструктивных параметров ковша и тяговый расчет. Техническая и эксплуатационная производительность оборудования.

курсовая работа , добавлен 07.11.2014


Выбор средств технологического оснащения и расчет показателей механизации и автоматизации технологического процесса ремонта гребного винта. Модернизация старого оборудования и замена на новые технические устройства. Подготовка судна к сварочным работам.

курсовая работа , добавлен 10.12.2014


Особенности воды, её химические и физические свойства, определение жёсткости и методы ее устранения. Неблагоприятное воздействие жесткой воды на техническое и промышленное оборудование, а также на ткань, посуду, продукты питания и кожу человека.

курсовая работа , добавлен 16.05.2009


Плоскость вращения втулки несущего винта. Определение момента сопротивления вращения несущего винта и мощности потребной для создания заданной тяги. Расчет диаметра зоны обратного обтекания. Определение суммарной осевой скорости движения несущего винта.