So lesen Sie eine Pumpenkurve

Möchten Sie lernen, wie man eine Pumpenkurve liest? Eine Pumpenkurve ist eine grafische Darstellung der Leistungseigenschaften einer Pumpe.

Um die richtige Pumpe für Ihre Anwendung auszuwählen und eine optimale Leistung sicherzustellen, ist es wichtig, die Interpretation einer Pumpenkurve zu verstehen.

In diesem Blogbeitrag führen wir Sie durch die Schritte zum effektiven Lesen und Verstehen einer Pumpenkurve.

Was sind die Pumpenkurven

Pumpenkurven sind grafische Darstellungen der Leistungseigenschaften einer Kreiselpumpe und veranschaulichen die Beziehung zwischen Durchflussrate, Förderdruck und Wirkungsgrad.

Pumpenhersteller stellen normalerweise für jedes Pumpenmodell einen Satz Kurven bereit, die die Leistung bei verschiedenen Laufradgrößen und Drehzahlen zeigen. Die gängigsten Pumpenkurven sind die Förderhöhenkurve, die Wirkungsgradkurve und die Leistungskurve, die auf der horizontalen Achse gegen die Durchflussrate aufgetragen sind.

Typische Pumpenkurve

Durchflussrate (X-Achse)

Die x-Achse einer Pumpenkurve stellt die Durchflussrate dar, die normalerweise in Gallonen pro Minute (GPM) oder Litern pro Minute (LPM) gemessen wird. Diese Achse zeigt das Flüssigkeitsvolumen, das die Pumpe in einem bestimmten Zeitraum bewegen kann.

Kopf (Y-Achse)

Die Förderhöhe wird in Fuß oder Metern gemessen und auf der Y-Achse einer Pumpenkurve dargestellt. Sie gibt die gesamte dynamische Förderhöhe (TDH) an, die die Pumpe bei verschiedenen Durchflussraten erzeugen kann.

Die TDH besteht aus statischer Förderhöhe, Reibungsverlusten und Druckhöhe. Pumpenkurven zeigen normalerweise mehrere Linien, von denen jede einem bestimmten Laufraddurchmesser oder einer bestimmten Pumpendrehzahl entspricht.

Mit zunehmender Durchflussrate verringert sich die Förderhöhe und es bildet sich eine abfallende Kurve.

Wirkungsgradkurven

Effizienzkurven zeigen die Effizienz der Pumpe bei verschiedenen Durchflussraten. Diese Kurven helfen dabei, den optimalen Betriebsbereich einer Pumpe zu bestimmen und stellen sicher, dass sie mit maximaler Leistung läuft und gleichzeitig der Stromverbrauch minimiert wird.

Die Effizienzkurve erscheint normalerweise als separate Linie auf der Pumpenleistungskurve, wobei die Effizienzprozentsätze gegenüber der Durchflussrate aufgetragen sind. Die Pumpeneffizienz ist das Verhältnis der hydraulischen Leistungsabgabe zur Leistungsaufnahme, die zum Antrieb der Pumpe erforderlich ist, ausgedrückt als Prozentsatz.

Leistungskurven

Leistungskurven in Pumpenleistungsdiagrammen veranschaulichen die Beziehung zwischen dem Stromverbrauch und der Durchflussrate einer Kreiselpumpe.

Der Stromverbrauch wird normalerweise in Bremsleistung (BHP) oder Kilowatt (kW) ausgedrückt und steht in direktem Zusammenhang mit der Durchflussrate, der Förderhöhe und der Effizienz der Pumpe. Mit zunehmender Durchflussrate steigt auch der Stromverbrauch, entsprechend der Form der Leistungskurve.

Die Leistungskennlinie hilft bei der Auswahl der geeigneten Motorgröße für die Pumpe und stellt sicher, dass der Motor den maximalen Leistungsbedarf am gewünschten Betriebspunkt bewältigen kann.

NPSHR-Kurve

Die NPSHR-Kurve (Net Positive Suction Head Required) stellt den Mindestdruck dar, der am Pumpeneinlass erforderlich ist, um Kavitation zu verhindern, die das Pumpenlaufrad beschädigen und die Effizienz verringern kann.

Die NPSHR-Kurve wird normalerweise im selben Diagramm wie die Pumpenkopfkurve dargestellt, wobei die Durchflussrate auf der x-Achse und der NPSHR auf der y-Achse dargestellt wird. Mit zunehmender Durchflussrate steigt auch der NPSHR, was bedeutet, dass ein höherer Saugdruck erforderlich ist, um den ordnungsgemäßen Pumpenbetrieb aufrechtzuerhalten.

Es muss unbedingt sichergestellt werden, dass der verfügbare NPSH (Net Positive Suction Head) im System bei der gewünschten Durchflussrate immer größer ist als der NPSHR der Pumpe. Wird diese Anforderung nicht erfüllt, kann dies zu Kavitation, verringerter Pumpenleistung und möglichen Schäden an den Pumpenkomponenten führen.

Pumpendrehzahl

Pumpendrehzahlkurven werden normalerweise in Umdrehungen pro Minute (U/min) gemessen. Mit zunehmender Pumpendrehzahl erhöhen sich auch Durchflussrate und Druck, was zu einer Verschiebung der Pumpenkurve nach oben und nach rechts führt.

Umgekehrt führt eine Reduzierung der Pumpendrehzahl zu einer Verringerung der Durchflussrate und des Förderdrucks, was eine Verschiebung der Pumpenkennlinie nach unten und nach links zur Folge hat.

Laufraddurchmesser

Die Kurven der Pumpenlaufraddurchmesser veranschaulichen, wie die Leistung der Pumpe, beispielsweise Durchflussrate und Förderdruck, bei unterschiedlichen Laufradgrößen variiert.

Achten Sie bei der Analyse einer Pumpenkennlinie auf den Laufraddurchmesser, der Ihren Anforderungen an Durchflussrate und Förderdruck am besten entspricht, und berücksichtigen Sie dabei Effizienz und Stromverbrauch. Die Wahl einer zu kleinen oder zu großen Laufradgröße kann zu suboptimaler Leistung, vorzeitigem Verschleiß und höheren Energiekosten führen.

Der Best Efficiency Point (BEP)

Der Best Efficiency Point (BEP) ist ein entscheidender Aspekt der Kreiselpumpenkurven und stellt die Durchflussrate dar, bei der die Pumpe mit maximaler Effizienz arbeitet. Dieser Punkt wird durch den Schnittpunkt der Pumpenleistungskurve und der Effizienzkurve bestimmt und zeigt das optimale Gleichgewicht zwischen Förderdruck und Durchflussrate für ein bestimmtes Pumpenmodell an.

Der Betrieb einer Pumpe in der Nähe ihres BEP gewährleistet optimale Leistung, reduzierten Stromverbrauch und minimierten Verschleiß der Pumpenkomponenten. Eine erhebliche Abweichung vom BEP kann zu verringerter Effizienz, erhöhten Energiekosten und möglichen Schäden an der Pumpe führen, wie z. B. vorzeitigem Verschleiß von Lagern und Dichtungen.

Erweiterte Pumpenkurve

Kapazität

Die Kapazität einer Kreiselpumpe, gemessen in Gallonen pro Minute (GPM) oder Litern pro Minute (LPM), stellt das Flüssigkeitsvolumen dar, das die Pumpe in einer bestimmten Zeit bewegen kann. Pumpenkurven zeigen die Beziehung zwischen Durchflussrate und Förderhöhe, wobei die Durchflussrate normalerweise auf der horizontalen Achse angezeigt wird.

Viskosität

Die Viskosität ist ein entscheidender Faktor, der beim Lesen von Pumpenkurven berücksichtigt werden muss. Kreiselpumpen sind für die Förderung von Flüssigkeiten mit bestimmten Viskositäten ausgelegt und Abweichungen von diesen Werten können die Pumpenleistung erheblich beeinträchtigen.

Flüssigkeiten mit höherer Viskosität erfordern mehr Leistung zum Pumpen und können die Durchflussrate verringern, was zu einer verringerten Pumpeneffizienz führt. Pumpenkurven gehen normalerweise davon aus, dass die gepumpte Flüssigkeit eine ähnliche Viskosität wie Wasser hat. Daher ist es wichtig, bei viskoseren Flüssigkeiten Anpassungen vorzunehmen.

Dynamische Viskosität

Die dynamische Viskosität ist ein entscheidender Faktor, der beim Lesen von Pumpenkurven für andere Flüssigkeiten als Wasser berücksichtigt werden muss.

Pumpenkurven basieren normalerweise auf Wasser, das im Vergleich zu vielen anderen Flüssigkeiten eine geringere Viskosität aufweist. Beim Pumpen von Flüssigkeiten mit hoher Viskosität weicht die Leistung der Pumpe von der Pumpenkurve ab, was zu geringeren Durchflussraten und erhöhtem Stromverbrauch führt.

Dichte

Pumpenkurven basieren typischerweise auf Wasser, das eine Dichte von 1 g/cm³ (oder 1000 kg/m³) hat.

Wenn die zu pumpende Flüssigkeit eine andere Dichte als Wasser hat, wird die Leistung der Pumpe beeinträchtigt. Wenn die Flüssigkeit beispielsweise dichter als Wasser ist, benötigt die Pumpe mehr Leistung, um die gleiche Durchflussrate und Förderhöhe zu erreichen.

Scheren

Pumpenkurven enthalten normalerweise keine Informationen zur Scherung, da die Scherung eher für die gepumpte Flüssigkeit relevant ist als für die Pumpe selbst. Bei der Auswahl einer Pumpe ist es jedoch wichtig, die Auswirkungen der Scherung zu berücksichtigen, insbesondere bei empfindlichen oder viskosen Flüssigkeiten.

Hohe Schergeschwindigkeiten können bestimmte Flüssigkeitsarten wie Emulsionen oder Suspensionen beschädigen, ihre Eigenschaften verändern und möglicherweise die Leistung der Pumpe beeinträchtigen. Beim Pumpen viskoser Flüssigkeiten kann die Schergeschwindigkeit auch die Effizienz und den Stromverbrauch der Pumpe beeinträchtigen.

Um die Schereffekte zu minimieren, muss möglicherweise eine Pumpe mit einer niedrigeren Betriebsdrehzahl oder einem anderen Laufraddesign gewählt werden.

Bremsleistung

Die Bremsleistungskurve (BHP) in einem Pumpenleistungsdiagramm gibt die Leistung an, die die Pumpe zum Betrieb bei verschiedenen Durchflussraten benötigt. Sie wird normalerweise als separate Kurve neben den Kurven für Förderhöhe und Wirkungsgrad angezeigt.

Die BHP-Kurve hilft bei der Auswahl der geeigneten Motorgröße für die Pumpe und stellt sicher, dass der Motor ausreichend Leistung liefern kann, um die Anforderungen der Pumpe über ihren gesamten Betriebsbereich hinweg zu erfüllen. Um die erforderliche Motorleistung zu bestimmen, suchen Sie den Punkt auf der BHP-Kurve, der der gewünschten Durchflussrate und Förderhöhe entspricht, und wählen Sie einen Motor mit einer Nennleistung aus, die dem BHP-Wert entspricht oder etwas höher ist.

Arbeits-PS

Die Arbeitsleistungskurve in einem Pumpenleistungsdiagramm stellt den Stromverbrauch der Pumpe bei verschiedenen Durchflussraten dar. Sie wird normalerweise als separate Kurve neben den Kurven für Förderhöhe und Wirkungsgrad angezeigt.

Die Arbeitsleistung steigt mit der Durchflussrate, was auf einen höheren Stromverbrauch bei höheren Durchflussraten hinweist. Die von der Pumpe benötigte Leistung wird durch den Schnittpunkt der Durchflussrate und der Arbeitsleistungskurve bestimmt.

Pumpenhersteller stellen Leistungskurven zur Verfügung, um Benutzern bei der Auswahl der geeigneten Motorgröße für ihre Pumpenanwendungen zu helfen. Eine Überdimensionierung des Motors kann zu Ineffizienzen und höheren Energiekosten führen, während eine Unterdimensionierung zu unzureichender Leistung und möglichen Schäden an der Pumpe führen kann.

Viskose Pferdestärken

Die Viskositätsleistung ist ein entscheidender Faktor, der bei der Auswahl einer Pumpe für Flüssigkeiten mit höherer Viskosität als Wasser berücksichtigt werden muss. Die Viskosität der Flüssigkeit wirkt sich direkt auf den Stromverbrauch und die Effizienz der Pumpe aus.

Pumpenkurven gehen normalerweise davon aus, dass die gepumpte Flüssigkeit die gleiche Viskosität wie Wasser hat, aber viele industrielle Anwendungen beinhalten Flüssigkeiten mit höherer Viskosität. Mit zunehmender Viskosität benötigt die Pumpe mehr Leistung, um die gleiche Durchflussrate und Förderhöhe aufrechtzuerhalten, was zu einer verringerten Effizienz und einem erhöhten Energieverbrauch führt.

Um den zusätzlichen Leistungsbedarf zu berücksichtigen, stellen Pumpenhersteller häufig Korrekturfaktoren oder separate Kurven für unterschiedliche Viskositätsniveaus bereit.

Pumpenkennlinien zur Pumpenauswahl verwenden

Zeichnen der Systemkurve

Um die geeignete Pumpe auszuwählen, zeichnen Sie die Systemkurve in das Pumpenkurvendiagramm ein. Die Systemkurve stellt die Beziehung zwischen der erforderlichen Durchflussrate und der gesamten dynamischen Förderhöhe des Systems dar und berücksichtigt dabei Faktoren wie Rohrgröße, -länge und -anschlüsse.

Auswählen einer Pumpenkennlinie, die Durchfluss und Förderhöhe am oder nahe dem besten Leistungspunkt erfüllt

Identifizieren Sie die Pumpenkurve, die die Systemkurve am oder nahe dem Best Efficiency Point (BEP) schneidet. Der Betrieb der Pumpe am oder nahe ihrem BEP gewährleistet optimale Leistung, Effizienz und Langlebigkeit und reduziert so Energieverbrauch und Wartungskosten.

Überprüfen des NPSHR der ausgewählten Pumpe gegenüber dem NPSHA-System

Vergleichen Sie die erforderliche positive Saughöhe (NPSHR) der ausgewählten Pumpe mit der verfügbaren positiven Saughöhe (NPSHA) des Systems. Stellen Sie sicher, dass die NPSHA größer als die NPSHR ist, um Kavitation zu vermeiden und die ordnungsgemäße Pumpenleistung aufrechtzuerhalten.

Berücksichtigung von Wirkungsgrad, Leistung, Drehzahl und Laufraddurchmesser

Bewerten Sie die Effizienz, den Stromverbrauch, die Drehzahl und den Laufraddurchmesser der ausgewählten Pumpe. Pumpen mit höherer Effizienz senken die Energiekosten, während die Leistungskurve die erforderliche Motorgröße angibt. Berücksichtigen Sie die Drehzahl und den Laufraddurchmesser der Pumpe, um die Kompatibilität mit dem System sicherzustellen und die Leistung zu optimieren.

Pumpenkennlinien zur Fehlersuche

Mithilfe einer Kurve prüfen, ob die Pumpe am Auslegungspunkt arbeitet

Pumpenkurven liefern eine grafische Darstellung der Leistung einer Pumpe und ermöglichen es dem Benutzer, festzustellen, ob die Pumpe mit der vorgesehenen Durchflussrate und Förderhöhe arbeitet. Indem man die Systemkurve aufzeichnet und den Schnittpunkt mit der Pumpenkurve findet, kann man überprüfen, ob die Pumpe an ihrem optimalen Auslegungspunkt läuft.

Identifizierung von Problemen wie Kavitation, Verschleiß und Rückfluss

Pumpenkurven können dabei helfen, potenzielle Probleme wie Kavitation, Verschleiß und Rückfluss zu identifizieren. Kavitation tritt auf, wenn der Druck unter den Dampfdruck der Flüssigkeit fällt, wodurch Blasen entstehen und platzen, was zu Schäden führt. Verschleiß kann durch Vergleich der aktuellen Pumpenkurve mit der ursprünglichen Kurve erkannt werden, während Rückfluss durch einen Einbruch der Pumpenkurve bei niedrigen Durchflussraten identifiziert werden kann.

Feststellen, ob die Pumpe für das System zu groß oder zu klein ist

Durch Vergleichen der Systemkurve mit der Pumpenkurve können Benutzer feststellen, ob die Pumpe für die Anwendung über- oder unterdimensioniert ist. Eine überdimensionierte Pumpe arbeitet mit einer höheren Durchflussrate und einer niedrigeren Förderhöhe als der Auslegungspunkt, während eine unterdimensionierte Pumpe mit einer niedrigeren Durchflussrate und einer höheren Förderhöhe arbeitet.

Korrekturen durch Trimmen des Laufrads, Geschwindigkeitsänderungen usw. vornehmen.

Wenn die Pumpe nicht an ihrem Auslegungspunkt arbeitet, können Korrekturen durch Trimmen des Laufrads, Ändern der Pumpendrehzahl oder Anpassen der Systemkurve vorgenommen werden. Durch das Trimmen des Laufrads wird der Laufraddurchmesser verringert, wodurch sich die Pumpenkurve nach links verschiebt, während eine Erhöhung der Pumpendrehzahl die Kurve nach rechts verschiebt. Das Anpassen der Systemkurve kann durch Ändern der Rohrleitungen, Ventile oder anderer Systemkomponenten erreicht werden.

Abschließend

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis, wie man eine Pumpenkurve liest, für die effiziente Auswahl und den effizienten Betrieb von Pumpen unerlässlich ist. Indem Sie die in diesem Blogbeitrag beschriebenen Schritte befolgen, können Sie Pumpenkurven effektiv interpretieren und fundierte Entscheidungen treffen.

Werden Sie jetzt aktiv und wenden Sie dieses Wissen zur Optimierung Ihrer Pumpensysteme an.