Parafuso de Arquimedes

Este post tem por principal objetivo descrever o funcionamento de um Parafuso de Arquimedes e suas características em relação à: ângulo de inclinação; ponto de entrada; ponto de saída; passo; nível do fluído e eficiência.



Utilizado para transferir líquidos entre dois pontos com diferenças de elevação, o Parafuso de Arquimedes ou bomba de parafuso, é uma máquina simples, na sua forma mais genérica é somente composta por um tubo cilíndrico e um parafuso (helicóide) que funciona de forma inclinada (plano inclinado). A extremidade mais baixa é colocada na água e o parafuso é rodado, antigamente por um moinho de vento ou mesmo manualmente, atualmente por um motor elétrico. À medida que a extremidade inferior do tubo roda, este arrasta um determinado volume de água, que, à medida que o parafuso roda, vai deslizando para cima ao longo do parafuso até sair pela extremidade superior do tubo. Leonardo da Vinci concebeu um parafuso diferente em que a hélice foi substituída por um tubo helicoidal.

Uma das principais vantagens do Parafuso de Arquimedes é o fato de não ser restrito a líquidos, mas também transporta sólidos e grãos. Esse mecanismo é utilizado ainda hoje para elevação de água, transporte de grãos, rochas de mineração, etc.

Matemática atrás do parafuso A inclinação da parte externa das lâminas helicoidais do parafuso com respeito a seus lados é 2. Isto requer que a inclinação que o parafuso faz com respeito a uma linha horizontal seja menos de 2 (um ângulo de 63°) para que as cubetas ou os bolsos da água para dar forma. No perfil do parafuso, a projeção de cada lâmina helicoidal consiste em duas curvas sinusoidal com os mesmos períodos e fases. Um tem uma amplitude igual ao raio do cilindro exterior e o outro tem uma amplitude igual ao raio do cilindro interno. O nível de água horizontal de cada cubeta cheia da água é tangent à curva sinusoidal interna. Assim, se a equação na curva sinusoidal interna for y = sin x, então o nível de água é-lhe tangent em x = arccos (−3/4) = 138.59°. d = diâmetro do tubo do centro D = diâmetro das lâminas β = ângulo da instalação H0 = cabeça civil H1 = diferença de níveis médios, cabeça eficaz H2 = diferença máxima de níveis médios, cabeça da entrega H3 = cabeça hidráulica J = número dos vôos L = comprimento da hélice S = ascensão Bibliografia http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/pt/Archimedes http://pt.wikipedia.org/wiki/Parafuso_de_Arquimedes