TECHNICAL INFORMATION – Pumpenkennlinien und Auswahl

Kennlinien von Pumpen

Die Leistungskennlinien rotodynamischer Pumpen zeigen die Veränderungen von Förderhöhe (H_m), Wellenleistung (P), Wirkungsgrad (η) und NPSH in Abhängigkeit vom Förderstrom (Q) bei konstanter Drehzahl (siehe Abbildung 8). Diese Kennlinien bleiben konstant, solange die Drehzahl und die Einlassbedingungen der Pumpe (gleichmäßige Strömung) unverändert bleiben. Im Hinblick auf Energieeinsparung sollte die Pumpe im Bereich des besten Wirkungsgrads betrieben werden (siehe Abbildung 9).

Betriebspunktbestimmung und NPSH

Der Betriebspunkt der Pumpe wird durch die Systemkennlinie bestimmt. NPSH beschreibt das Kavitationsverhalten der Pumpe und muss berücksichtigt werden, wenn sich der Sauganschluss der Pumpe oberhalb des freien Flüssigkeitsspiegels befindet (System A, Abbildung 10).

Für Pumpentypen wie HC, HD und T muss die NPSH berechnet und der maximale Saughöhenwert bestimmt werden. Der berechnete NPSH-Wert muss über dem angegebenen Mindestwert liegen, um Kavitation zu vermeiden.

Bei Anwendungen, in denen sich der Ansaugpunkt unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet (wie in Abbildung 10B oder bei Tauchpumpen), wird NPSH üblicherweise nicht berücksichtigt und daher in Katalogen nicht angegeben.

Ermittlung des Betriebspunkts

Der Schnittpunkt zwischen der Systemkennlinie (parabolisch) und der H-Q-Kurve der Pumpe stellt den Betriebspunkt dar. Die Wellenleistung und der Wirkungsgrad können anhand des Förderstroms bestimmt werden.

Die Systemkennlinie kann durch den Ausdruck Z + KQ² beschrieben werden, wobei K die Summe aus Rohrleitungs- und Einzelwiderständen ist, Z die Höhenlage (statisch) darstellt, und Q der Durchfluss ist. Änderungen in der Systemkennlinie verschieben den Betriebspunkt der Pumpe.

Pumpenauswahl

Wichtige Kriterien für die Auswahl einer geeigneten Pumpe:

• Eigenschaften des Mediums: Viskosität, Temperatur, Feststoffanteil, Partikelgröße
• Mechanische Eigenschaften der Pumpe: Gehäuse- und Wellenmaterial, Laufradtyp und -material, Gleitringdichtung
• Hydraulische Eigenschaften: Förderhöhe, Durchflussrate, Drehzahl, Leistung, Wirkungsgrad, NPSH

Serien- und Parallelschaltung von Pumpen

Zur Erhöhung des Drucks oder der Fördermenge können Pumpen in Serie oder parallel geschaltet werden.

• Bei der Serienschaltung wird der Druck erhöht: H_gesamt = H₁ + H₂
• Bei der Parallelschaltung wird die Fördermenge erhöht: Q_gesamt = Q₁ + Q₂