Cosa fa viaggiare il materiale attraverso la vite di Archimede?

... o in altre parole, perché il materiale non si attacca semplicemente alla vite, ruotando in posizione, senza avanzare lungo la sua lunghezza?

Nel caso più semplice, la risposta è ovvia: gravità. Se è un materiale granulare o liquido e la vite è inclinata su un lato, semplicemente rotolerà / scivolerà / scorrerà lungo la lama, per rimanere sul lato inferiore del tubo.

Ma poi, Wikipedia dice:

Una variante della vite di Archimede si trova anche in alcune macchine per lo stampaggio a iniezione, macchine per pressofusione ed estrusione di materie plastiche, che impiegano una vite a passo decrescente per comprimere e fondere il materiale. Infine, viene utilizzato anche in un tipo specifico di compressore d'aria a spostamento positivo: il compressore d'aria a vite rotante. Su una scala molto più grande, le viti di Archimede di passo decrescente vengono utilizzate per la compattazione del materiale di scarto.

In tal caso, le forze - pressione, taglio, viscosità, adesione, sarebbero tutte superiori alla gravità e probabilmente in alcuni casi all'attrito contro le pareti del tubo. Ad esempio, nello stampaggio a iniezione, cosa c'è per impedire alla plastica semisolubile di formare una massa aggregata, attaccarsi alla vite e continuare a ruotare in posizione senza alcun progresso? Quando la pressione aumenta, quale forza impedisce al materiale di risalire nell'area di pressione più bassa?

Esistono in realtà due tipi di trasporto a vite: il sollevamento dell'acqua con le viti avviene proprio come nella tua gif, nella parte inferiore di un tubo inclinato abbiamo acqua e la vite spinge verso l'alto i "pacchetti" di acqua. L'acqua non può tornare indietro perché non c'è percorso, le lame non sono completamente sommerse. Questa modalità è in linea di principio possibile anche con i solidi. fonte: Wasser Wissen

Ora, i trasportatori a coclea per solidi o le viti negli estrusori e i tritacarne o alcune presse di disidratazione funzionano in modo diverso: qui è l'attrito tra il mezzo e le pareti che impedisce al materiale di corotarsi con la vite. Ciò sarà difficile o impossibile da ottenere con liquidi a bassa viscosità come l'acqua, poiché scorreranno ovunque. I solidi, d'altra parte, possono essere spostati in qualsiasi direzione: verso l'alto, verso il basso ecc.

Quelli che ho visto che causano una pressione significativa non hanno una parete del cilindro liscia. Le pareti hanno scanalature ad angolo retto rispetto alla lama che le passa sopra. È un compromesso poiché le scanalature forniscono anche un percorso di perdita attorno alla lama. Ma con una combinazione di una lama liscia e ad attrito minimo e una parete scanalata, la cosa funziona. Idealmente le pareti hanno il massimo attrito parallelo alla lama e nessuna perpendicolare ad essa.

Apparentemente possiamo riuscirci abbastanza bene da far funzionare davvero queste cose. Ricordo di essermi domandato la stessa cosa sul vecchio tritacarne a manovella di mia madre, probabilmente prodotto in Germania nei primi anni del 1900. La lama e le pareti erano fatte dello stesso metallo e la lama non era particolarmente levigata o altro. Le pareti avevano delle scanalature, il che era abbastanza per far funzionare tutto. Ha prodotto una pressione sufficiente per forzare la carne attraverso piccole aperture alla fine.

Questa è effettivamente un'aggiunta ad altre risposte:

Una vite originale Archimedes per liquidi non funziona come la maggior parte delle persone immagina di fare,
e il diagramma NON mostra come una vite originale Archimedes funziona per i fluidi. Il diagramma è valido - è solo di qualcos'altro che funziona in modo simile ed è diventato sinonimo del design originale nella mente delle persone. Ed entrambe le versioni non funzionano come la maggior parte delle persone immagina di fare.

In una vite Archimedes originale il cilindro esterno è solidale alla "vite" e gira con la vite - non vi è alcuna guarnizione mobile.

Quando viene utilizzato un oggetto in marmo o solido che non può passare attraverso lo spazio di tenuta, le due viti funzionano allo stesso modo. Quando si utilizza un fluido, la differenza è importante. Dal riferimento seguente:

• Un'analisi, usando il sollevamento dei marmi invece dell'acqua, è usata in quasi tutti i testi del diciannovesimo secolo. L'estremità inferiore del tubo elicoidale si immerge in un piatto di marmi e ne raccoglie uno. L'elica continua a ruotare e il marmo viene continuamente sollevato a breve distanza su un piano inclinato. Le forze di attrito sono piccole e il marmo continua a rotolare giù per un'infinita successione di piani inclinati formati dall'elica rotante. Allo stesso tempo, il marmo risiede nel punto più basso locale sull'elica e viene portato sul pendio da forze perpendicolari al suo movimento locale.

Il punto chiave è che il "carico utile" ha una rampa verso il basso per tutto il percorso e semplicemente "corre in discesa.

Una buona illustrazione del principio è riportata in questa pagina
Usano i tubi, quindi non c'è dubbio sul "sigillo".
Questa immagine mostra cosa "vede" il fluido o l'altro carico utile.

In effetti il ​​fluido si trova in "secchi in ogni momento e non vi è alcuna possibilità di fuggire.

Nelle tipiche viti di tipo originale, l'intero involucro esterno è sigillato alla "vite" e l'involucro esterno ruota con la vite. La considerazione di una sezione trasversale mostra che, come nel caso del tubo, ogni lotto di acqua si trova in un contenitore e NON in un tubo inclinato.

Anche nei sistemi di alloggiamento fissi menzionati di seguito il carico utile di solito si trova ancora in un "secchio" e corre per sempre in discesa lungo una rampa mentre sale (!).

Il punto cruciale del sistema originale è che la vite può essere ruotata a qualsiasi velocità e persino fermata e non vi sono perdite (a parte ciò che risulta da una cattiva costruzione). Ecco un dispositivo "moderno" del mondo reale che funziona in questo modo. Ciò consente al dispositivo di essere girato a mano a bassa velocità, o ruotato in modo intermittente o con pause, senza perdita di fluido. Le moderne tecniche di tenuta e le velocità di rotazione relativamente rapide e costanti consentono sistemi in cui l'involucro è fermo.

Immagine da qui
Da questa ottima pagina

La natura del design originale è chiaramente spiegata dalla pagina Wikipedia - Archimedes Screw .
Mentre suggeriscono che se l'interno e l'esterno siano stati sigillati nei disegni originali, anche una breve considerazione dei fatti disponibili mostra che era effettivamente così. cioè

• "Le rappresentazioni di viti idrauliche greche e romane mostrano che sono alimentate da un calpestio umano sull'involucro esterno per trasformare l'intero apparato in un unico pezzo, il che richiederebbe che l'involucro sia fissato rigidamente alla vite." - Wikipedia