Archimedo sraigtas: kas tai, veikimas, panaudojimas ir istorija

Sužinokite viską apie Archimedo sraigtą: principą, istoriją, panaudojimą ir atvirkštinius sprendimus — efektyvus vandens kėlimas ir atsinaujinanti energija.

Archimedo sraigtas yra mašina, kurią dažniausiai naudoja kaip siurblį vandeniui kelti. Tai ilgaskersinis sraigtas, esantis gana sandariai prigludusiame cilindre. Kai apatinis jo galas yra vandenyje, sraigtas sukamas ir vanduo slenka tarp sraigto spiralės ir cilindro aukštyn — galiausiai išteka pro snapelį. Sraigtą galima sukti rankomis, vėjo malūnu arba varikliu. Dažnai jis naudojamas drėkinimo grioviams užpildyti, drenažui, potvynių valdymui ir kitoms situacijoms, kur reikia kilstelėti vandenį iš žemų vietų.

Kaip jis veikia

Archimedo sraigto veikimo principas paprastas: sukantis spiraliniam velenui, tarp sraigto spiralės laukų susidaro uždari arba pusiau uždari kamerų tūriai, kuriuose vanduo yra perkeltas iš apatinio į viršutinį galą. Sraigtas veikia efektyviai esant mažam pakilimui (žemam „head“) ir gali perkelti tiek švarų, tiek gana užterštą vandenį su smulkiomis nuosėdomis ar augalais.

Statyba ir variantai

• Medžiagos: tradiciškai sraigtai gaminami iš metalo (plieno) arba plastiko; mažesni gali būti ir mediniai.
• Dydžiai: gali būti nuo kelių dešimčių centimetrų skersmens mažoms taškinėms sistemoms iki kelių metrų pramoniniams ar hidroprojektams.
• Atvirkštinis (turbininis) Archimedo sraigtas: veikia priešingai — ant viršaus pilamas arba prateka vanduo, kuris suka sraigtą; tas sukimas suka elektros generatorių ir gamina elektrą. Toks sprendimas tinka upėms su nedideliais krituliais („žemos galvos“), kur tradicinė hidroelektrinė nebūtų efektyvi.

Panaudojimas

• Žemės ūkis: lauko ir laukų drėkinimas, drenažo užpildymas.
• Vandens valymas ir nuotekų tvarkymas: sraigtai patogūs perteklinėms nuotekoms transportuoti, nes toleruoja šiukšles ir daleles.
• Potvynių ir vandens lygio kontrolė: stacionarios arba mobilios sistemos.
• Mažos hidroelektrinės: atvirkštinis Archimedo sraigtas naudojamas energijai gaminti upėse ar kanalų išleidimuose, kur kritimas yra nedidelis.
• Transportas ir kitos pramoninės paskirtys, kur reikia keltis didelius vandens kiekius esant mažam slėgiui.

Privalumai ir trūkumai

• Privalumai:
  • Tinka darbui su labai nešvariu vandeniu ir didelėmis dalelėmis.
  • Lengvai reguliuojamas srautas — gerai veikia esant kintamam debito srautui.
  • Atvirkštinis sraigtas yra žuvims draugiškesnis nei daugelis tradicinių turbinių, nes sukimosi greitis paprastai mažas.
  • Paprasta konstrukcija, nesudėtinga priežiūra ir ilgai tarnauja tinkamai prižiūrint.
• Trūkumai:
  • Efektyvumas priklauso nuo tikslaus dizaino ir montavimo; nors dažnai būna aukštas, jis priklauso nuo hidraulinės įrangos sąlygų.
  • Dideli sraigtai užima daug vietos ir reikalauja tvirto pamatavimo.

Istorija

Archimedas apie tai rašė būdamas Aleksandrijoje, Egipte. Nėra visiškai aišku, ar ji buvo išrasta būtent jo laikais ar tai senesnės idėjos pritaikymas, tačiau šis prietaisas visada priskiriamas jam pagal seną tradiciją. Archimedo sraigtas buvo plačiai naudojamas senovėje drėkinimui, laivų užsipildymui ir statybinėms reikmėms. Per šimtmečius konstrukcija buvo tobulinama, atsirado metaliniai, plastikiniai ir sudėtingesni mechaniniai sprendimai.

Šiuolaikinės adaptacijos ir pavyzdžiai

Archimedo sraigtai šiuo metu montuojami tiek mažose kaimo sistemose, tiek dideliuose miesto ir pramonės projektuose. Atvirkštiniai sraigtai ypač populiarūs Europos projektų mažos galios hidroelektrinėse, kur jie panaudojami energijai gaminti nekenkiant aplinkai. Jie taip pat montuojami nuotekų valyklose ir potvynių reguliavimo projektuose dėl savo patikimumo ir gebėjimo dirbti su užterštu vandeniu.

Priežiūra ir eksploatavimas

• Reguliari apžiūra — ar nėra deformacijų, korozijos ar nusidėvėjimo.
• Nuolatinis guolių ir pavarų tepimas (jei naudojamas variklis) bei sandariklių patikra.
• Periodinis valymas nuo didelių nuosėdų ar augalijos, ypač jei įrenginys veikia seklame arba užderėjusiame vandenyje.

Santrauka

Archimedo sraigtas — tai paprastas, patikimas ir universalus įrenginys vandeniui kelti arba, atvirkštine sąranga, gaminti elektrą. Jis tinkamas dirbti su nešvariu vandeniu, veikia efektyviai esant mažam pakilimui ir yra pritaikomas tiek istoriniams, tiek moderniems inžineriniams sprendimams. Dėl šių savybių šis sraigtas vis dar plačiai naudojamas visame pasaulyje.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra Archimedo sraigtas?

K: Kaip veikia Archimedo sraigtas?

K: Kokia yra Archimedo sraigto paskirtis?

K: Kas, manoma, išrado Archimedo sraigtą?

K: Kur Archimedas rašė apie sraigtą?

K: Kas yra atvirkštinis Archimedo sraigtas?

K: Kokie yra atvirkštinio Archimedo sraigto naudojimo privalumai?

Paieška pagal raidę