【Eine Reise von tausend Meilen beginnt mit dem ersten Schritt – Teil über Zentrifugalpumpen】1.1 Verständnis des Konzepts: Förderhöhe

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von 3983596_FPPZ am 14.11.2018 um 15:33 bearbeitet. 1.1.4 Hubhöhe – Der Begriff „Hubhöhe“ wird oft erwähnt, doch nur wenige verstehen wirklich seine Bedeutung. Viele betrachten die Hubhöhe als die Höhe, bis zu der das Wasser gehoben werden kann. Intuitiv lässt sich das so verstehen. Hubhöhe: Der Energiezuwachs pro Einheit Gewicht des durch die Pumpe fließenden Mediums. Schlüsselwörter: Energie pro Gewichtseinheit, Zuwachs an Energie. Energie pro Gewichtseinheit: Das bedeutet /mg. Energie: Die Energie eines Flüssigkeits befindet sich in drei Formen: Druckenergie (auch als Druckhöhe bezeichnet), Bewegungsenergie und Potenzialenergie. Die Druckenergie entsteht dadurch, dass eine Pumpe dem Flüssigkeit einen bestimmten Druck verleiht – dadurch entsteht ein Druck auf die Wände der Behälter und Rohre. Das ist eine Art von Energie. Kinetische Energie ist es, die es der Pumpe ermöglicht, dem Fluid eine bestimmte Fließgeschwindigkeit zu verleihen. Potenzielle Energie ist die Höhe, um die die Pumpe den Standort der Flüssigkeit anhebt. Die Bezeichnungen für die drei Arten von Energie sind jeweils: mP/ρ, 1/2mv² und mgh. Das bedeutet, dass in den meisten Fällen das von der Pumpe transportierte Fluid gleichzeitig über all diese drei Energieformen verfügt – es gibt also Druck, Strömungsgeschwindigkeit sowie eine bestimmte Höhenänderung. Die Energie des durch die Pumpe fließenden Flüssigkeits ist somit die Summe dieser drei Energietypen, nämlich mP/ρ, 1/2mv² und mgh. Wenn man diese Werte durch das Gewicht pro Einheit teilt, /mg, dann kann die Energie des Flüssigkeits als Gesamtenergie des Flüssigkeits ausgedrückt werden: Gesamtenergie des Flüssigkeits = P/γ + v²/2g + h = C. Das ist die berühmte Bernoulli-Gleichung. Wenn die Gesamtenergie des Flüssigkeits keine Zufuhr aus externer Energie sowie keinen Verlust durch Abbauprozesse aufweist, dann bleibt ihre Gesamtmenge konstant. Die drei Energieformen können bei unveränderter Gesamtenergie innerhalb ihrer Struktur umgewandelt werden. Zum Beispiel ist die kinetische Energie des Fluids am größten bei dem Außendurchmesser der Laufräder, während in der Regel an der Ausgangsstelle der Pumpe die Druckenergie am höchsten ist. Zusatzwert: Der Zusatzwert an Energie entsteht dadurch, dass die mechanische Energie des Antriebs durch das Laufrad auf die Flüssigkeit einwirkt und so an diese übertragen wird. Dadurch erhöht sich die Energie der Flüssigkeit. Dieser Zusatzwert wird durch die Flansche am Ein- und Auslass der Pumpe begrenzt – also durch den Druck am Auslass minus den Druck am Eingang. Der Druckunterschied stellt somit den Zusatzwert an Druckenergie dar ； Ebenso gilt für die Ausströmungsgeschwindigkeit und die Einströmungsgeschwindigkeit: Der Geschwindigkeitsunterschied entspricht der Zunahme der kinetischen Energie ； Ausgangshöhe – Eingangshöhe, der Höhenunterschied ist die Zunahme der potenziellen Energie. Die Summe dieser drei Zusatzwerte ergibt den Hubwert, in der Einheit m. Bei Leistungsprüfungen wird der Förderhöhenwert der Pumpe auf dieser Grundlage ermittelt: Bei den Leistungsprüfungen werden an den Ein- und Ausgangsstellen der Pumpe die Drücke gemessen, die Durchflussgeschwindigkeit am Ausgang berechnet sowie die Höhendifferenz zwischen den Ein- und Ausgangsstellen ermittelt. Die Summe dieser Werte ergibt den aktuellen Förderhöhenwert. Beziehung zwischen Auslassdruck und Förderhöhe: Unter der Annahme, dass der Einlassdruck konstant ist (nur geringfügig über dem Atmosphärendruck), kann man davon ausgehen, dass der Einlassdruck Ps gleich null ist. Wenn man die Auswirkungen der Viskosität außer Acht lässt, beträgt der Auslassdruck: Po = H*γ, wobei γ die Dichte des Mediums darstellt. Wenn beispielsweise die Förderhöhe 120 Meter beträgt, der Einlassdruck konstant ist und das Medium lauwarmes Wasser mit einer Dichte von 1,0 ist, dann kann der Auslassdruck der Pumpe ungefähr wie folgt berechnet werden: Po = 120*1 ≈ 1200 KPa = 12 kgf/cm² = 1,2 MPa.

Übungsaufgaben (Mehrfachauswahl): Es ist bekannt, dass die Förderhöhe der Pumpe 87,5 Meter beträgt, das transportierte Medium eine Lauge mit einer Dichte von 1,35 ist und der Einlassdruck konstant ist. Wie hoch ist dann der Auslassdruck der Pumpe ungefähr? A. 8,75 Kilogramm B. 11,8 Kilogramm C. 0,875 MPa D. 0,118 MPa E. 1,18 MPa BE