پیچ ارشمیدس

پیچ ارشمیدس که با دست عمل می‌کرده و می‌توانست به شکل مؤثر آب را به بالا منتقل کند

پیچ ارشمیدس (به انگلیسی: Archimedes Screw) یکی از قدیمی ترین ماشین های هیدرولیکی است که به عنوان پمپ، توربین و دستگاه دوکاره پمپ-توربین استفاده می شود .

ساز و کار (مکانیزم) پیچ ارشمیدس به عنوان توربین در نیروگاه های کوچک/خیلی کوچک برق آبی

همانند بسیاری از پمپ ها، پیچ ارشمیدس می تواند به صورت برعکس به عنوان توربین به کار برده شود. توربین پیج ارشمیدس نوع جدیدی از مولدهای انرژی برای نیروگاه های کوچک و خیلی کوچک برق آبی است. سرعت چرخش (دوران) کم توربین پیچ ارشمیدس آثار منفی بر حیات آبی خصوصا ماهی ها را کاهش می دهد.

طراحی پیچ ارشمیدس

مطالعات نشان داده است که مقدار حجم عبوری جریان (Q) از پیچ ارشمیدس تابعی از عمق ورودی، قطر ($D_{O}$) و سرعت چرخش توربین ($\omega$) است. بنابراین ا استفاده از معادله تحلیلی زیر قطر کلی توربین قابل محاسبه خواهد بود:

$D_{O}=(16\pi Q}/{\sigma \omega (2\theta _{O}-sin2\theta _{O})-\delta ^{2}(2\theta _{i}-sin(2\theta _{i}))^{1/3}$

فرمول فوق بر اساس طراحی های صنعتی موجود به صورت زیر قابل ساده سازی است:

$D_{O}\approx \eta Q^{3/7}$

مقدار η به سادگی از گراف $\eta$ یا گراف $\Theta$ قابل تعیین است. با تعیین $D_{O}$ سایر پارامترهای طراحی پیچ ارشمیدس با روش تحلیلی به سادگی قابل تعیین و طراحی خواهند بود.

مراجع طراحی پیچ ارشمیدس

مدل تحلیلی طراحی پیچ ارشمیدس، doi:10.3390/en14227812

راهنمای طراحی نیروگاه های برق آبی با توربین پیچ ارشمیدس، doi:10.3390/pr9122128

مبانی طراحی نیروگاه های برق آبی کوچک توربین پیچ ارشمیدس، ملاحضات اجرایی و توسعه پایدار، doi:10.3390/su12187352

جستارهای وابسته

• مبدل انرژی کشندی