Pumpenbetriebspunkt und Wirkungsgrad berechnen

Was ist der Pumpenbetriebspunkt?

Eine Kreiselpumpe arbeitet nicht bei einem einzigen Volumenstrom und einer einzigen Förderhöhe. Sie kann jeden Punkt ihrer Kennlinie annehmen. Wo sie tatsächlich arbeitet, bestimmt die angeschlossene Leitung. Deren benötigte Förderhöhe steigt mit dem Volumenstrom: H = Hs + k × Q². Hs ist die statische Höhe aus Höhenunterschied und Druckdifferenz, k × Q² erfasst Reibung und örtliche Verluste. Der Betriebspunkt liegt am Schnittpunkt von Pumpenkennlinie und Anlagenkennlinie.

Anwendung

Lesen Sie einige Punkte aus der Herstellerkennlinie ab und geben Sie Volumenstrom, Förderhöhe und gegebenenfalls Wirkungsgrad ein. Für die Leitung geben Sie die statische Höhe und den gesamten Leitungsverlust bei einem bekannten Volumenstrom ein. Daraus berechnet der Rechner k, zeichnet beide Kennlinien und ermittelt den Schnittpunkt. Die Punkte können linear verbunden oder durch eine Kurve zweiter Ordnung angenähert werden.

Beispiel

Eine Pumpe liefert bei 0, 10, 20, 30 und 40 m³/h die Förderhöhen 40, 39, 36, 31 und 24 Meter. Die statische Höhe beträgt 10 Meter, der Leitungsverlust bei 20 m³/h beträgt 8 Meter. Die Anlagenkennlinie lautet H = 10 + 0,02 × Q². Mit Kurvenanpassung liegt der Schnittpunkt bei 31,6 m³/h und 30 Metern. Dort beträgt der Wirkungsgrad etwa 74 % und die Wellenleistung etwa 3,5 kW.

Grenzen

Der Anlagenverlust wird proportional zum Quadrat des Volumenstroms angenommen, eine gute Näherung bei voll turbulenter Strömung. Der Rechner geht nie über die eingegebene Kennlinie hinaus und warnt bei einem Schnittpunkt hinter dem letzten Punkt. Drehzahländerung, Laufradabdrehen, Parallelbetrieb und Reihenbetrieb, Viskositätskorrektur und Prüfung des NPSH sind nicht enthalten. Die abschließende Auswahl erfolgt anhand der Herstellerkennlinien und Auslegungssoftware.

Häufige Fragen

Wie berechnet man den Pumpenbetriebspunkt?

Beispielsweise ergeben die Pumpenpunkte (m³/h, m) von (0, 45), (20, 36), (40, 24), statische Höhe 10 m und Verlust 8 m bei 20 m³/h einen Betriebspunkt bei 31,3 m³/h und 29,59 m. Schneiden Sie die quadratisch angepasste Pumpenkennlinie mit der quadratischen Anlagenkennlinie. Diese Vorberechnung mit Dichte 1000 kg/m³ enthält keine Prüfung des NPSH und Viskositätskorrektur.