Was ist Pumpenkopf – Leistungskurve der Kreiselpumpe – Definition

Pumpenkopf – Leistungskurve

In der Fluiddynamik wird der Begriff Pumpenkopf verwendet, um die kinetische Energie zu messen, die eine Pumpe erzeugt. Die Förderhöhe ist ein Maß für die Höhe der inkompressiblen Flüssigkeitssäule, die die Pumpe aus der kinetischen Energie erzeugen kann, die die Pumpe an die Flüssigkeit abgibt. Die Förderhöhe und die Durchflussmenge bestimmen die Leistung einer Pumpe, die in der Abbildung grafisch als Leistungskurve oder Pumpenkennlinie dargestellt ist . Der Hauptgrund für die Verwendung von Förderhöhe anstelle von Druck zur Bestimmung der Leistung einer Kreiselpumpe ist, dass dieDie Höhe der Flüssigkeitssäule hängt nicht vom spezifischen Gewicht (Gewicht) der Flüssigkeit ab , während sich der Druck einer Pumpe ändert. In Bezug auf den Druck ist der Pumpenkopf ( ΔP- _Pumpe ) die Differenz zwischen dem Systemgegendruck und dem Eingangsdruck der Pumpe.

Die maximale Pumpenhöhe einer Kreiselpumpe wird hauptsächlich durch den Außendurchmesser des Pumpenlaufrads und die Wellenwinkelgeschwindigkeit  – Drehzahl der rotierenden Welle bestimmt. Die Förderhöhe ändert sich auch, wenn der Volumenstrom durch die Pumpe erhöht wird.

Wenn eine Kreiselpumpe mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit arbeitet , bewirkt eine Erhöhung der Systemhöhe (Gegendruck) auf den strömenden Strom eine Verringerung des Volumenstroms , den die Kreiselpumpe aufrechterhalten kann.

Die Beziehung zwischen dem Pumpenkopf und dem Volumenstrom (Q) , die eine Kreiselpumpe aufrechterhalten kann, hängt von verschiedenen physikalischen Eigenschaften der Pumpe ab:

• die der Pumpe zugeführte Leistung
• die Winkelgeschwindigkeit der Welle
• Art und Durchmesser des Laufrads

und die verwendete Flüssigkeit:

• Flüssigkeitsdichte
• Flüssigkeitsviskosität

Diese Beziehung ist sehr kompliziert und ihre Analyse liegt in umfangreichen hydraulischen Tests bestimmter Kreiselpumpen. Wie aus dem Bild unten ersichtlich.

Serienbetrieb von Kreiselpumpen (Booster)

Um den Volumenstrom in einem System zu erhöhen oder große Haupt- oder Nebenverluste auszugleichen , werden Kreiselpumpen häufig parallel oder in Reihe geschaltet .

Der Serienbetrieb von Kreiselpumpen wird verwendet, um einen großen Systemkopfverlust zu überwinden oder um einen großen Druckanstieg zu erzielen, wenn Flüssigkeit in ein Hochdrucksystem eingespritzt wird (z. B. Hochdruck-Sicherheitsinjektionssysteme in PWRs , in denen mehrstufige Pumpen verwendet werden).

Wenn eine Kreiselpumpe in einem geschlossenen Kreislauf betrieben wird, ist der resultierende Förderdruck einfach die Summe aus dem Saugdruck und dem Druck, den die Pumpe normalerweise entwickelt, wenn sie bei einem Saugdruck von Null arbeitet. Daher eignet es sich gut für den Einsatz als Druckerhöhungspumpe bei Serienbetrieb. Die von zwei oder mehr Pumpen erzeugte Förderhöhe entspricht der Summe der einzelnen Förderhöhen . Der Volumenstrom vom Einlass der ersten Pumpe zum Auslass der zweiten Pumpe bleibt gleich. In der praktischen Anwendung werden die mehrstufigen Pumpen ( Mehrfachradpumpe ) gebaut, um eine höhere Pumpenhöhe zu erreichen.

Parallelbetrieb von Kreiselpumpen

Um den Volumenstrom in einem System zu erhöhen oder große Haupt- oder Nebenverluste auszugleichen, werden Kreiselpumpen häufig parallel oder in Reihe geschaltet .

Der Parallelbetrieb von Kreiselpumpen wird verwendet, um die Durchflussrate durch das System zu erhöhen . Parallel arbeitende Pumpen saugen von einem gemeinsamen Verteilerkopf ab und entladen sich in einen gemeinsamen Auslass . Während sich der Kopf nur geringfügig ändert, wird der Durchfluss an jedem Punkt fast verdoppelt . Es ist zu beachten, dass der Volumenstrom tatsächlich weniger als doppelt so hoch ist wie der Durchfluss, der mit einer einzelnen Pumpe erzielt wird. Dies wird durch einen größeren Systemkopfverlust verursacht, der aus einer höheren Durchflussrate resultiert.