1689 der Physiker Denis Papin Erfand die Kreiselpumpe und heute ist diese Art von Pumpe weltweit die am häufigsten verwendete. Die Kreiselpumpe ist nach einem einfachen Prinzip aufgebaut: Flüssigkeit wird zur Laufradnabe geleitet und durch die Zentrifugalkraft an die Peripherie der Laufräder geschleudert. Der Aufbau ist relativ kostengünstig, robust und einfach und die hohe Drehzahl ermöglicht den direkten Anschluss der Pumpe an einen Asynchronmotor.
Die Kreiselpumpe
Die Kreiselpumpe sorgt für einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfluss und kann problemlos gedrosselt werden, ohne dass die Pumpe beschädigt wird. Werfen wir nun einen Blick darauf Abbildung 1, das den Flüssigkeitsfluss durch die Pumpe zeigt. Der Einlass der Pumpe leitet die Flüssigkeit in die Mitte des rotierenden Laufrads, von wo aus sie zur Peripherie geschleudert wird. Diese Konstruktion sorgt für einen hohen Wirkungsgrad und ist für die Handhabung reiner Flüssigkeiten geeignet. Pumpen, die unreine Flüssigkeiten fördern müssen, wie z. B. Abwasserpumpen, sind mit einem Laufrad ausgestattet, das speziell dafür ausgelegt ist, zu verhindern, dass sich Gegenstände im Inneren der Pumpe festsetzen.
Tritt im System ein Druckunterschied auf, während die Kreiselpumpe nicht läuft, kann aufgrund der offenen Bauweise dennoch Flüssigkeit durch das System strömen. Wie Sie sehen können Figur 2Die Kreiselpumpe kann in verschiedene Gruppen eingeteilt werden: Radialpumpen, Mischpumpen und Axialpumpen. Radialpumpen und Mischpumpen sind die am häufigsten verwendeten Typen. Daher konzentrieren wir uns nur auf diese Pumpentypen.
Verschiedene Arten von Kreiselpumpen
Die unterschiedlichen Anforderungen an die Leistung der Kreiselpumpe, insbesondere hinsichtlich Förderhöhe, Fördermenge und Einbau, sowie die Anforderungen an einen wirtschaftlichen Betrieb sind nur einige der Gründe, warum es so viele Pumpentypen gibt. Figur 3 zeigt die verschiedenen Pumpentypen hinsichtlich Fördermenge und Druck.
Pumpenkurven
Bevor wir weiter in die Welt des Pumpenbaus und der Pumpentypen eintauchen, stellen wir die grundlegenden Eigenschaften von Pumpenleistungskurven vor. Die Leistung einer Kreiselpumpe wird durch eine Reihe von Leistungskurven dargestellt. Die Leistungskurven einer Kreiselpumpe sind in dargestellt Figur 4. Förderhöhe, Stromverbrauch, Wirkungsgrad und NPSH werden in Abhängigkeit vom Durchfluss angezeigt.
Normalerweise decken Pumpenkurven in Datenbroschüren nur den Pumpenteil ab. Daher ist der Stromverbrauch, der P2 – Der Wert, der auch in den Datenheften aufgeführt ist, deckt nur die in die Pumpe eingespeiste Leistung ab – siehe Figur 4. Gleiches gilt für den Wirkungsgradwert, der nur den Pumpenteil abdeckt (η = η).P. ).
Bei einigen Pumpentypen mit integriertem Motor und ggf. integriertem Frequenzumrichter, z. B. Spaltrohrmotorpumpen, umfassen die Leistungsaufnahmekurve und die η-Kurve sowohl den Motor als auch die Pumpe. In diesem Fall ist es das P1 -Wert, der berücksichtigt werden muss. Im Allgemeinen werden Pumpenkurven gemäß ISO 9906 Anhang A entworfen, der die Toleranzen der Kurven festlegt.
Kopf, die QH-Kurve
Die QH-Kurve zeigt die Förderhöhe, die die Pumpe bei einem bestimmten Durchfluss leisten kann. Die Förderhöhe wird in Meter Flüssigkeitssäule [mLC] gemessen; Normalerweise wird die Einheit Meter [m] verwendet. Der Vorteil der Verwendung der Einheit [m] als Maßeinheit für die Förderhöhe einer Pumpe besteht darin, dass die QH-Kurve nicht von der Art der Flüssigkeit beeinflusst wird, die die Pumpe fördern muss.
Wirkungsgrad, die η-Kurve
Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis zwischen der zugeführten Leistung und der genutzten Leistungsmenge. In der Welt der Pumpen ist der Wirkungsgrad ηP. ist das Verhältnis zwischen der Leistung, die die Pumpe an das Wasser abgibt (PH.) und die Leistungsaufnahme der Welle (P2 ):
`eta _(P)=(P_(H))/(P_(2))=(rho*g*Q*H)/(P_(2))`
Wo:
- ρ ist die Dichte der Flüssigkeit in kg/m3 ,
- g ist die Erdbeschleunigung in m/s2 ,
- Q ist der Durchfluss in m3 /s und H ist der Kopf in m.
Für Wasser bei 20 °C und mit Q gemessen in m3/h und H in m kann die hydraulische Leistung berechnet werden als:
`P_(H)=2.72*Q*H[W]`
Wie aus der Effizienzkurve hervorgeht, hängt der Wirkungsgrad vom Betriebspunkt der Pumpe ab. Daher ist es wichtig, eine Pumpe auszuwählen, die den Durchflussanforderungen entspricht und sicherstellt, dass die Pumpe im effizientesten Durchflussbereich arbeitet.
Stromverbrauch, der P2-Kurve
Der Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme der Pumpe und dem Durchfluss ist in dargestellt Abbildung 8. Das P2-Kurve der meisten Kreiselpumpen ähnelt der in Abbildung 8 wo das p2 Der Wert steigt, wenn der Durchfluss zunimmt.
Der NPSH-Wert einer Pumpe ist der minimale absolute Druck, der auf der Saugseite der Pumpe vorhanden sein muss, um Kavitation zu vermeiden. Der NPSH-Wert wird in [m] gemessen und ist abhängig von der Strömung; bei steigendem Durchfluss erhöht sich auch der NPSH-Wert; Abbildung 9.