Auslegung von Kreiselpumpen Benennungen Formelzeichen und Einheiten Benennung
Auslegung von Kreiselpumpen
Benennungen, Formelzeichen und Einheiten Benennung Formelzeichen Einheit Förderstrom Q l/s, m³/h Förderhöhe H m NPSH-Wert NPSH m Leistungsbedarf P k. W Wirkungsgrad Drehzahl n 1/min Druck p bar, N/m² Dichte kg/m³, kg/dm³ Strömungsgeschwindigkeit v m/s Fallbeschleunigung (= 9, 81 m/s²) g m/s²
Förderstrom Der Förderstrom Q ist der von der Pumpe in der Zeiteinheit nutzbar gelieferte Volumenstrom. Innerhalb der Pumpe umlaufende Flüssigkeitsströme (z. B. Entlastungswasser), Leckwasser usw. sind nicht im Förderstrom enthalten. Benennung Beschreibung Nennförderstrom QN Förderstr. auf den die Pumpe ausgelegt wird Bestförderstrom Qopt Förderstr. im Punkt besten Wirkungsgrades Mindestförderstrom Qmin Kleinster, zulässiger Förderstrom Größtförderstom Qmax Größter, zulässiger Förderstrom
Förderhöhe der Pumpe Die Förderhöhe H der Pumpe ist die von ihr auf das Fördermedium übertragene, nutzbare mechanische Arbeit, bezogen auf die Gewichtskraft der geförderten Flüssigkeit. Benennung Beschreibung Nennförderhöhe HN Förderhöhe auf den die Pumpe ausgelegt wird Bestförderhöhe Hopt Förderhöhe im Punkt besten Wirkungsgrades Nullförderhöhe H 0 Förderhöhe bei Förderstrom Q = 0
Förderhöhe der Anlage (1) Die Förderhöhe der Anlage ist die von der Pumpe aufzubringende Förderhöhe, bezogen auf einen bestimmten Förderstrom. Sie setzt sich zusammen aus: Statischer Anteil (vom Förderstrom unabhängig) Hgeo Geodätische Förderhöhe = Höhenunterschied zwischen saug- und druckseitigem Flüssigkeitsspiegel Nur bei geschlossenen Behältern: Druckhöhendifferenz zwischen saug- und druckseitigem Flüssigkeitsspiegel
Förderhöhe der Anlage (2) Dynamischer Anteil (vom Förderstrom abhängig) Summe aller Druckhöhenverluste in der Saug- und Druckleitung (Widerstände in der Rohrleitung, in Armaturen, in Formstücken usw. ) Differenz der Geschwindigkeitshöhen in den Behältern Wird in der Praxis meist vernachlässigt Bei offenen Behältern gilt demnach: Hman = Hgeo + Htot = Hgeo + +
Anlagenkennlinie Förderhöhe H Anlagenkennlinie dynamischer Anteil statischer Anteil Förderstrom Q
Betriebspunkt Eine Kreiselpumpe stellt sich auf den Betriebspunkt ein, in dem die Förderhöhe von Pumpe und der Anlage gleich groß sind (= Schnittpunkt der Pumpenkennlinie mit der Anlagenkennlinie) Förderhöhe H Betriebspunkt Anlagenkennlinie Pumpenkennlinie Förderstrom Q
Auswahl der Pumpengröße (1) - Kennfeld
Auswahl der Pumpengröße (2) - Kennlinie Pumpenkennlinien (QH-Kennlinien) NPSH-Kennlinien NPSHerf (NPSH-Wert der Pumpe) Motornennleistung P 2 (Leistung an der Motorwelle) Wirkungsgradkennlinien
Änderung des Betriebspunktes durch Abdrehen der Laufräder Dauernde Verringerung der Förderleistung bei konstanter Drehzahl. Achtung: Der Wirkungsgrad der Pumpe verschlechtert sich. (Abhängig von der Laufradform bzw. davon, wie stark das Laufrad abgedreht wird).
Änderung des Betriebspunktes durch Drehzahländerung Verlustarme Anpassung an die gewünschten Betriebsverhältnisse. Optionen: • Riementrieb/Getriebe • Frequenzumrichter • Polumschaltbare Motoren
Änderung des Betriebspunktes durch Drosselung B = Betriebspunkt H B 3 B 2 B 1 QH-Kurve geöffneter Schieber Anlagenkennlinien Q
Betriebsverhalten (1) - Abweichung Anlagenkennlinie H steile QH-Kurve 2. Anlagenkennlinie flache QH-Kurve 1. Anlagekennlinie Q Q
Betriebsverhalten (2) - Stabiles System H nur ein Schnittpunkt zwischen der QH-Kennlinie und der Anlagenkennlinie B QH-Kennlinie Anlagenkennlinie B = Betriebspunkt Q
Betriebsverhalten (3) - Instabiles System H Anlagenkennlinie B 3 B 1 B 2 QH-Kennlinie (axialer Propeller) drei Schnittpunkte zwischen der QH-Kennlinie und der Anlagenkennlinie B = Betriebspunkt Q
Betriebsverhalten (4) - Parallelbetrieb H Anlagenkennlinie B 2 B 1 QH-Kennlinie Pumpe 1 bzw. 2 QH-Kennlinie Pumpe 1 + 2 B = Betriebspunkt Q
Betriebsverhalten (5) - Einfluss der Dichte Die Förderhöhe der Pumpe hängt nicht von der Dichte des Fördermediums ab. H [m] Die Dichte bestimmt den Druck in der Pumpe und geht in deren Leistungsbedarf ein. NPSH [m] Beispiele: 1000 kg/m³ 1100 kg/m³ 1200 kg/m³ P 2[k. W] [%] Q[l/s]
Betriebsverhalten (6) - Einfluss der Viskosität H [m] NPSH [m] Der für Wasser bekannte Betriebspunkt wird mit entsprechenden Umrechnungsfaktoren auf den gesuchten Betriebspunkt umgerechnet. Beispiele: 1, 54 mm²/s 100 mm²/s 500 mm²/s 1000 mm²/s P 2[k. W] [%] Achtung: Die Umrechnung ist Aufgabe von Spezialisten!
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