پیچ ارشمیدس

پیچ ارشمیدس (به انگلیسی: Archimedes Screw) یکی از قدیمی‌ترین ماشین‌های هیدرولیکی است^[۱] که به عنوان پمپ، توربین و دستگاه دوکاره پمپ-توربین استفاده می‌شود.^[۲]

همانند بسیاری از پمپ‌ها، پیچ ارشمیدس می‌تواند به صورت برعکس به عنوان توربین به کار برده شود.^[۳] توربین پیج ارشمیدس نوع جدیدی از مولدهای انرژی برای نیروگاه‌های کوچک و خیلی کوچک برق آبی است.^[۳] سرعت چرخش (دوران) کم توربین پیچ ارشمیدس آثار منفی بر حیات آبی خصوصاً ماهی‌ها را کاهش می‌دهد.^[۳]

مطالعات نشان داده است که مقدار حجم عبوری جریان (Q) از پیچ ارشمیدس تابعی از عمق ورودی، قطر (${\displaystyle D_{O}}$) و سرعت چرخش توربین (${\displaystyle \omega }$) است.^[۴] بنابراین ا استفاده از معادله تحلیلی زیر قطر کلی توربین قابل محاسبه خواهد بود:^[۱]

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

فرمول فوق بر اساس طراحی‌های صنعتی موجود به صورت زیر قابل ساده‌سازی است:^[۲]

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

مقدار η به سادگی از گراف ${\displaystyle \eta }$^[۵] یا گراف ${\displaystyle \Theta }$^[۶] قابل تعیین است. با تعیین ${\displaystyle D_{O}}$ سایر پارامترهای طراحی پیچ ارشمیدس با روش تحلیلی به سادگی قابل تعیین و طراحی خواهند بود.^[۱][۲]

مدل تحلیلی طراحی پیچ ارشمیدس، doi:10.3390/en14227812

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

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

• مبدل انرژی کشندی