Что такое архимедов винт. Принцип работы насоса

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.

(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!

Речь в данной статье пойдет не о великом завоевателе или разрушителе, а о человеке, значительно поспособствовавшем развитию цивилизации. Им является древнегреческий ученый Архимед. Его гениальное изобретение - винт Архимеда.

Жил и трудился великий ученый во времена весьма отдаленные, год его рождения - 287 до н.э. Им сделано множество открытий. Основы гидростатики и знаменитый улучшения в системе рычагов, полиспаст, наконец, архимедов винт - всем этим мы обязаны великому греку. Достаточно только вспомнить его высказывание, дошедшее до нас через разделяющую бездну времени: “Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир”.

Что же собой представляет знаменитый винт Архимеда? Спираль, помещенная в цилиндр - вот что это такое. При вращении она захватывала жидкость и увлекала ее за собой. Зазоры между краями спирали и стенками цилиндра позволяли свободно вращаться валу. В итоге вода выливалась через верхний открытый конец. Таким образом, поместив один конец цилиндра в воду, а другой расположив выше под углом и вращая вал, жидкость подавали наверх. Вращать можно было как сам вал со спиралью внутри цилиндра, так и цилиндр вместе с валом.

Применялась подобная архимедова спираль для подъема воды при орошении территорий и для осушения шахт, трюмов кораблей, низин и заболоченных мест. Эффективность подобного устройства оказалась выше, чем существовавшего в то время водоподъемного колеса. Немаловажным достоинством было то, что подобным способом поднимали как чистую жидкость, так и ее смесь с землей, суспензию.

Как уже упоминалось, первоначально винт Архимеда применяли для подъема воды из низин, от реки наверх, на орошаемые поля. Благодаря подобной системе поливались поля в Египте, Греции, других местах. Впоследствии по такой методике стали откачивать воду из шахт. Наклонная конструкция как раз вписывалась в систему горных штреков. Благодаря использованию системы откачки воды с применением спирали, доступными оказывались многие ранее затопленные участки шахт. Среди испанских шахтеров, по отзывам историков, подобный метод осушения был чрезвычайно популярен.

С не меньшим успехом действовали голландцы по схожей методике осушения. Они огораживали дамбами участок моря и потом откачивали из него участка воду. Таким образом, они увеличивали свою территорию, отвоевывая землю у моря.

По мере развития техники идеи, связанные с винтом Архимеда, находили новые применения. Практически нет ни одной области промышленности, которая не использовала бы винты-саморезы. А ведь в их основе лежит тот же принцип.

Во многих других случаях с таким же успехом использовалось это техническое решение. Червячный редуктор - прообраз его создан великим ученым. Винтовой механизм тоже можно считать развитием идеи сиракузца. Сколько впоследствии было создано невозможно себе даже представить. Многие века человечество получало масло и вино, используя подобные устройства.

Шнек - это тоже видоизмененный винт Архимеда. Применяют его в самых разных областях- от обычной мясорубки до двигателей транспорта. Для преодоления болотистых мест, где невозможно использование колеса или гусеницы, используют вездеходы со шнековыми двигателями.

Шнековый бур применяют как для создания колодцев на приусадебных участках, так и скважин в промышленности. А корабли двигаются благодаря который является частью В основе всего этого лежит открытие гениального грека.

В настоящем материале было рассмотрено изобретение греческого ученого из г. Сиракузы - винт Архимеда, показано его практическое применение в прошлом и использование в современной технике.

Введение

Для термина «Винт» см. другие значения.

Анимация работы архимедова винта

Архимедов винт в шведском посёлке

Схема архимедова винта

Шнекороторный Fordson в 1926

Архимедов винт , винт Архимеда - 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. Архимедов винт стал прообразом шнека.

1. Принцип работы

Машина состоит из винта внутри полой трубы. 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.

«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.

Современные архимедовы винты, используемые для осушения польдеров в Голландии.

2. Применение

Издавна архимедов винт применялся для подъёма воды в оросительные каналы. Кроме того, это устройство также использовалось для «кражи» земли у моря в Голландии и других местах при создании польдеров. Часть моря перекрывалась дамбой, и вода удалялась из огороженного участка, начиная процесс осушения земли для использования в земледелии. В зависимости от длины и диаметра винтов, более чем одна машина могли использоваться, чтобы успешно поднять ту же самую воду.

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, которые являются архимедовыми винтами, предназначенными для безопасного подъёма рыбы из прудов и перевозки её в другое место. Эта технология в основном применяется на рыбоводных заводах (рыбопитомниках), где она предпочтительна для уменьшения грубого обращения с рыбой.

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии . Синхронизация выполнена 13.07.11 06:52:15
Похожие рефераты: Иригация положила начало многим открытиям, вдальнейшем применявшимся и использовавшимся в строительстве и эксплуатации гидроэлектростанций.

АРХИМЕД

Архиме́д (287 до н. э.(-287) - 212 до н. э.) - древнегреческий математик, физик, механик и инженер. Сделал множество открытий в геометрии. Заложил основы механики, гидростатики, автор ряда важных изобретений.

Уроженец греческого города Сиракузы на острове Сицилия, Архимед был приближенным управлявшего городом царя Гиерона (и, вероятно, его родственником). Возможно, какое-то время Архимед жил в Александрии – знаменитом научном центре того времени. То, что сообщения о своих открытиях он адресовал математикам, связанным с Александрией, например Эратосфену, подтверждает мнение о том, что Архимед являлся одним из деятельных преемников Евклида, развивавших математические традиции александрийской школы. Вернувшись в Сиракузы, Архимед находился там вплоть до своей гибели при захвате Сиракуз римлянами в 212 до н.э.

Дата рождения Архимеда (287 до н.э.) определяется исходя из свидетельства византийского историка 12 в. Иоанна Цеца, согласно которому он «прожил семьдесят пять лет». Яркие картины его гибели, описанные Ливием, Плутархом и Валерием Максимом, различаются лишь в деталях, но сходятся в том, что Архимеда, занимавшегося в глубокой задумчивости геометрическими построениями, зарубил римский воин. Кроме того, Плутарх сообщает, что Архимед, «как утверждают, завещал родным и друзьям установить на его могиле описанный вокруг шара цилиндр с указанием отношения объема описанного тела к вписанному», что было одним из наиболее славных его открытий. Цицерон, который в 75 до н.э. был на Сицилии, обнаружил выглядывавшее из колючего кустарника надгробие и на нем – шар и цилиндр.

АРХИМЕДОВ ВИНТ

представляет собой приспособление для подъема воды снизу вверх. Нижняя часть установленного под наклоном цилиндра располагается в воде. Как правило, он располагается под углом 45°. Внутри него помещается спираль в форме самозавинчивающегося винта. При ее вращении - например, с помощью рукояти - вода, набранная в нижней части такого насоса, поднимается к верхней части цилиндра на на высоту до 4 м. Такой подъёмный винт предназначался для орошения прилегающих к Нилу зон и получил в Египте широкое применение.

На круглую поверхность наносят продольные и поперечные (охватывающие) линии. Потом берут гибкую просмоленную рейку и прибивают ее к бревну так, чтобы она проходила наискось через точки пересечения разметочных штрихов, т. е. шла по винтовой линии. Сверху на эту рейку набивают такую же, потом еще и еще, пока виток не станет достаточно высоким. Таким образом, рейки образуют собой винтообразные канальцы, т. е. настоящую натуральную имитацию улитки. К этим спиралям прибивают обшивку из досок, чтобы закрыть спиральные ходы, затем пропитывают ее смолой и обвивают железными обручами для того, чтобы она не могла лопнуть под влиянием воды. Выступающие концы бревна кладут на опоры так, чтобы один конец обшивки был в воде, а другой поднимался над тем местом, куда надо подавать воду. В установленном наклонно винте между витками и обшивкой образуются карманы, которые заполняются водой. Поскольку эти карманы при вращении "улитки" как бы бегут вверх, то и захваченная ими вода поднимается, пока не выплеснется. Сохранилась помпейская фреска, на которой изображена эта машина. Вращает ее человек, переступающий ногами по самой обшивке винта. На изготовление "улитки" уходит меньше дерева, чем на изготовление водоподъемного колеса, что важно для южных стран, где дерево - дефицитный материал. В Египте архимедову "улитку" можно найти и сейчас. Очень удобным оказался водоподъемный винт для откачки воды из шахт. Винты не занимали много места и хорошо вписывались в наклонные выработки. Историк Диодор, описывая испанские рудники, сообщает: "Горнорабочие встречаются иногда с подземными реками, быстрое течение которых они уменьшают, отводя их в наклонные рвы, и неутомимая жажда золота заставляет их доводить до конца свои предприятия. Самое удивительное заключается в том, что они могут целиком вывести всю воду на поверхность при помощи египетских винтов, кото рые изобрел Архимед Сиракузский... Они, таким образом, постепенно подымают воду вплоть до отверстия рудника и после осушения подземных галерей спокойно в них работают. Эта машина так искусно устроена, что с ее помощью можно поднять громадные массы воды и даже легко вывести целую реку из земных глубин на поверхность". Преимущества водоподъемного винта обеспечили ему широкое применение в течение многих столетий. Наброски архимедовых винтов имеются среди технических рисунков Леонардо да Винчи. Но по конструкции они отличаются от античных. Винт образуется спиральной трубой, надетой на стержень. "Это изобретение",- писал Галилей об архимедовом винте,- "не только великолепно, но просто чудесно, поскольку мы видим, что вода подымается в винте, беспрерывно опускаясь".