O que faz o material viajar através do Parafuso de Arquimedes?

... ou em outras palavras, por que o material não gruda no parafuso, girando no lugar, sem progredir em seu comprimento?

No caso mais simples, a resposta é óbvia: gravidade. Se for um material granular ou líquido e o parafuso estiver inclinado para o lado, ele apenas rolará / deslizará / fluirá ao longo da lâmina, para permanecer no lado inferior do tubo.

Mas então, a Wikipedia diz:

Uma variante do parafuso de Arquimedes também pode ser encontrada em algumas máquinas de moldagem por injeção, máquinas de fundição sob pressão e extrusão de plásticos, que empregam um parafuso de passo decrescente para comprimir e derreter o material. Finalmente, também é usado em um tipo específico de compressor de ar de deslocamento positivo: o compressor de ar de parafuso rotativo. Em uma escala muito maior, os parafusos de passo decrescente de Archimedes são usados ​​para a compactação de resíduos.

Nesse caso, as forças - pressão, cisalhamento, viscosidade, aderência superariam a gravidade e, provavelmente, em alguns casos, atrito contra as paredes do tubo. Por exemplo, na moldagem por injeção, o que existe para impedir que o plástico meio derretido forme uma massa de aglomeração, grude no parafuso e continue girando no lugar sem progresso? Quando a pressão aumenta, qual força impede que o material volte para a área de menor pressão?

Na verdade, existem dois tipos de transporte de parafusos: o levantamento de água com parafusos acontece como no seu gif, na parte inferior de um tubo inclinado temos água e o parafuso empurra 'pacotes' de água para cima. A água não pode fluir de volta porque não há caminho, as lâminas não estão totalmente submersas. Este modo também é, em princípio, possível com sólidos. fonte: Wasser Wissen

Agora, transportadores de parafuso para sólidos ou parafusos em extrusoras e moedores de carne ou em algumas prensas de desidratação funcionam de maneira diferente: aqui é o atrito entre o meio e as paredes que impede o material de corotar com o parafuso. Isso será difícil ou impossível de alcançar com líquidos de baixa viscosidade, como a água, pois eles fluirão para qualquer lugar. Os sólidos, por outro lado, podem ser movidos em qualquer direção - para cima, para baixo etc.

Os que eu vi que realmente causam pressão significativa não têm uma parede lisa do cilindro. As paredes têm ranhuras em ângulo reto com a lâmina que passa sobre elas. É uma troca, já que as ranhuras também fornecem um caminho de vazamento ao redor da lâmina. Mas com uma combinação de uma lâmina lisa e de fricção mínima e uma parede ranhurada, a coisa funciona. Idealmente, as paredes têm fricção máxima paralela à lâmina e nenhuma perpendicular a ela.

Aparentemente, podemos conseguir isso bem o suficiente para que essas coisas realmente funcionem. Lembro-me de me perguntar a mesma coisa sobre o antigo moedor de carne com manivela de minha mãe, provavelmente fabricado na Alemanha no início do século XX. A lâmina e as paredes eram feitas do mesmo metal, e a lâmina não era particularmente polida nem nada. As paredes tinham ranhuras, o que era suficiente para fazer a coisa toda funcionar. Produziu pressão suficiente para forçar a carne através de pequenas aberturas no final.

Esta é efetivamente uma adição a outras respostas:

Um parafuso de Arquimedes original para líquidos não funciona como a maioria das pessoas imagina,
e o diagrama NÃO mostra como um parafuso de Arquimedes original funciona para fluidos. O diagrama é válido - é apenas outra coisa que funciona de maneira semelhante e se tornou sinônimo do design original na mente das pessoas. E ambas as versões não funcionam como a maioria das pessoas imagina.

Em um parafuso de Arquimedes original, o cilindro externo é parte integrante do "parafuso" e gira com o parafuso - não há vedação móvel.

Quando um mármore ou um objeto sólido que não se encaixa no espaço de vedação é usado, os dois parafusos funcionam da mesma maneira. Quando um fluido é usado, a diferença é importante. A partir da referência abaixo:

• Uma análise, usando o levantamento de bolas de gude em vez de água, é usada em quase todos os textos do século XIX. A extremidade inferior do tubo helicoidal mergulha em um prato de bolinhas de gude e pega um. A hélice continua a girar, e o mármore é continuamente levantado a uma curta distância em um plano inclinado. As forças de atrito são pequenas e o mármore continua rolando uma sucessão infinita de planos inclinados formados pela hélice em rotação. Ao mesmo tempo, o mármore reside no ponto baixo local da hélice e é carregado pela encosta por forças perpendiculares ao seu movimento local.

O ponto principal é que a "carga útil" segue uma rampa descendente o tempo todo e simplesmente "corre ladeira abaixo.

Uma boa ilustração do princípio é dada nesta página.
Eles usam tubulação para que não haja dúvidas sobre o "selo".
Esta imagem demonstra o que o fluido ou outra carga útil "vê".

Efetivamente, o fluido fica em "baldes" o tempo todo e não há oportunidade de escapar.

Nos parafusos típicos do estilo original, o invólucro externo inteiro é vedado ao "parafuso" e o invólucro externo gira com o parafuso. A consideração de uma seção transversal mostra que, como na tubulação, cada lote de água fica em um recipiente e NÃO em um tubo inclinado.

Mesmo nos sistemas de revestimento estacionário mencionados abaixo, a carga útil ainda fica em um "balde" e desce para sempre descendo uma rampa ao subir (!).

O ponto crucial do sistema original é que o parafuso pode ser girado a qualquer velocidade e até parado e não há vazamentos (exceto os que resultam de má construção). Aqui está um dispositivo "moderno" do mundo real que funciona dessa maneira. Isso permite que o dispositivo seja girado manualmente em velocidade baixa ou girado intermitentemente ou com pausas, sem perda de fluido. Técnicas modernas de vedação e velocidades de rotação relativamente rápidas e consistentes permitem sistemas onde o revestimento é estacionário.

Imagem daqui
A partir desta página muito boa

A natureza do design original é explicada claramente pela página Wikipedia - Archimedes Screw .
Embora eles sugiram que, se o interior e o exterior foram selados em desenhos originais, mesmo uma breve consideração dos fatos disponíveis mostra que esse era realmente o caso. viz

• "As representações dos parafusos de água gregos e romanos mostram que eles são movidos por uma banda de rodagem humana no revestimento externo para transformar todo o aparelho como uma peça, o que exigiria que o revestimento fosse rigidamente preso ao parafuso". - Wikipedia