아르키메데스 나선양수기

3. 작동 원리 및 구조

아르키메데스 나선양수기는 중앙 원통형 축을 둘러싼 나선형 표면(나사선)이 속이 빈 파이프 내부에 있는 구조이다. 나사는 일반적으로 풍차, 수동 노동, 가축 또는 모터와 같은 현대식 수단으로 회전한다. 축이 회전하면 아래쪽 끝이 일정량의 물을 퍼 올린다. 그런 다음 회전하는 나선형 표면에 의해 물이 관을 따라 위로 밀려 올라가 관의 윗부분에서 쏟아져 나온다.

나사와 파이프 사이의 접촉면은 완벽하게 방수일 필요는 없다. 각 회전으로 퍼 올리는 물의 양이 각 나사 부분당 회전 시 새는 물의 양보다 훨씬 많다면 충분하다. 한 구간의 물이 바로 아래 구간으로 새어나가더라도 다음 나사 부분에 의해 위로 이동된다.

일부 설계에서는 나사가 케이싱에 융합되어 나사가 고정된 케이싱 내에서 회전하는 대신 둘 다 함께 회전한다. 나사는 피치 레진이나 기타 접착제로 케이싱에 밀봉하거나, 나사와 케이싱을 청동으로 단일 부품으로 주조할 수 있다.

센나케리브의 무거운 청동 장치와는 달리, 일상적인 그리스와 로마의 나선양수기 설계는 강력한 단순함을 가지고 있었다. 이중 또는 삼중 나선은 무거운 나무 기둥 주위에 나무 조각(또는 경우에 따라 청동판)으로 만들어졌다. 원통은 긴 좁은 판자를 나선의 주변에 고정하고 피치로 방수 처리하여 원통을 만들었다.^[5]

연구에 따르면 아르키메데스 나선양수기를 통과하는 유량은 입구 깊이, 직경 및 나사의 회전 속도의 함수이다. 따라서 다음과 같은 해석 방정식을 사용하여 아르키메데스 나선양수기를 설계할 수 있다.

:$D\_O\; =\backslash sqrt[3]\{\backslash frac\{16\backslash pi\; Q\}\{\backslash sigma\backslash omega\; (2\backslash theta\_O-sin2\backslash theta\_O-\backslash delta^2(2\backslash theta\_i-sin(2\backslash theta\_i))\}\}$

여기서 $D\_O$는 $(m)$이고:

• $\backslash omega$: 아르키메데스 나선양수기의 회전 속도 (rad/s)
• $Q$: 체적 유량 $(m^3/s)$

4. 다양한 형태

4. 1. 스크류 컨베이어

4. 2. 압축 및 성형

4. 3. 추진 장치

4. 4. 역동작을 이용한 발전

참조

_[1] 서적 New Standard Encyclopedia https://books.google[...] Standard Educational Corp. 2020-04-30
_[2] 서적 Encyclopedia of water science https://books.google[...] CRC Press
_[3] 백과사전 Screw https://www.britanni[...] The Encyclopaedia Britannica Co. 2011-03-24
_[4] 서적 The Mystery of the Hanging Garden of Babylon: an elusive World Wonder traced OUP
_[5] 학술지 Sennacherib, Archimedes, and the Water Screw: The Context of Invention in the Ancient World https://muse.jhu.edu[...] 2003
_[6] 서적 #추정
_[7] 서적 One hundred greatest science inventions of all time https://books.google[...] Libraries Unlimited
_[8] 서적 Ships and Seamanship in the Ancient World https://archive.org/[...] Princeton University Press
_[9] 웹사이트 Athenaeus, The Deipnosophists, BOOK V., chapter 40 https://www.perseus.[...] 2023-03-07
_[10] 웹사이트 Sennacherib, Archimedes, and the Water Screw: The Context of Invention in the Ancient World http://muse.jhu.edu/[...] Technology and Culture Volume 44, Number 1, January 2003 (PDF) 2007-07-23
_[11] 웹사이트 Archimedes' screw – Optimal Design http://www.cs.drexel[...] Courant Institute of Mathematical Sciences 2007-07-23
_[12] 서적 #추정
_[13] 웹사이트 SS Archimedes http://www.wrecksite[...] wrecksite.eu 2011-01-22
_[14] 뉴스 Archimedes Screw Being Used To Generate Power At Meriden Dam http://www.courant.c[...] 2017-08-01
_[15] 뉴스 Meriden power plant uses Archimedes Screw Turbine http://www.nhregiste[...] 2017-08-01
_[16] 웹사이트 Lift Water with an Archimedes Screw https://www.scientif[...] Scientific American 2019-07-11
_[17] 학술지 Design Guideline for Hydropower Plants Using One or Multiple Archimedes Screws 2021-12
_[18] 뉴스 Windsor Castle water turbine installed on River Thames https://www.bbc.com/[...] BBC 2017-10-19
_[19] 서적 Water-Lifting Brill
_[20] 서적 The Mystery of the Hanging Garden of Babylon: an elusive World Wonder traced Oxford University Press
_[21] 학술지 Sennacherib, Archimedes, and the Water Screw: The Context of Invention in the Ancient World Johns Hopkins University Press
_[22] 서적 Medieval Technology and Social Change Oxford University Press
_[23] 뉴스 Windsor Castle water turbine installed on River Thames BBC 2017-10-19
_[24] 뉴스 Archimedes Screw Being Used To Generate Power At Meriden Dam Hartford Courant 2016-12-29
_[25] 뉴스 Meriden power plant uses Archimedes Screw Turbine New Haven Register 2017-05-25
_[26] 문서 오픈소스 데모 프로그램 프로젝트
_[27] 서적 Ships and Seamanship in the Ancient World Princeton University Press
_[28] 학술지 #추정 Online copy of Dalley/Oleson article http://muse.jhu.edu/[...]
_[29] 학술지 Sennacherib, Archimedes, and the Water Screw: The Context of Invention in the Ancient World http://muse.jhu.edu/[...] Technology and Culture Volume 44, Number 1, January 2003 (PDF) 2007-07-23
_[30] 웹사이트 스크류 컨베이어 생산 회사의 홈페이지 http://www.dowsongro[...]
_[31] 웹사이트 스크류 컨베이어 생산 회사의 홈페이지(KOR) http://www.sammatech[...] 2021-02-03