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Dieser Beitrag wurde zuletzt von 3983596_FPPZ am 14.11.2018 um 15:37 bearbeitet. 1.1.6 Effizienz – Die Effizienz ist der Prozentsatz aus Leistungsausbeute und Wellelektrizitätsleistung; sie wird mit dem Symbol η bezeichnet. In der Regel liegt die Effizienz von Pumpen zwischen 40 und 70 %. Bei Mischstrompumpen und Axialströmungspumpen kann die Effizienz bis zu 90 % betragen. Bei Pumpen mit geringem Durchfluss und hohem Druck liegt die Effizienz in der Regel bei 10–30 %. Schauen wir uns nun an, was Effizienz eigentlich bedeutet und welche Auswirkungen sie auf Pumpen hat. Die Effizienz einer Pumpe kann in drei Teile unterteilt werden: Volumeneffizienz, hydraulische Effizienz und mechanische Effizienz. 1. Volumeneffizienz: Das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Durchfluss der Pumpe und dem theoretischen Durchfluss wird als Volumeneffizienz bezeichnet. Einfach ausgedrückt: Die Pumpe sollte theoretisch einen bestimmten Durchfluss liefern können. In Wirklichkeit gibt es jedoch Verluste durch Rückflüsse des Flüssigkeitsstroms innerhalb der Pumpe. In dem Abschnitt zum Durchfluss werden diese Aspekte näher erläutert – beispielsweise Lecks in den Dichtungsringen, die Selbstreinigungsfunktionen der mechanischen Dichtungen, die Rückflussschläuche des Ausgleichsdrahtes sowie die Kühlkreisläufe in Magnetpumpen. Dadurch kann ein großer Durchfluss nicht vollständig transportiert werden; ein Teil des Flüssigkeitsstroms fließt zurück in den niedrigdruckigen Bereich am Eingang. Dieser zurückfließende Strom stellt eine Art „Kurzschluss“ im Inneren der Pumpe dar. Der tatsächliche Durchfluss, der von der Pumpe nach außen abgegeben wird, ist somit der Restwert nach Abzug dieses Rückflusses. Dieser Verlust wird als Volumenverlust bezeichnet und mit dem Symbol ηv dargestellt. 2. Hydraulische Effizienz: Im Einlassbereich der Pumpe, in den Strömkanälen des Laufrads sowie im Auslassbereich weichen die Strömungsgeschwindigkeiten und -richtungen des Flüssigkeitsflusses an verschiedenen Stellen voneinander ab. Dadurch kommt es dazu, dass die Flüssigkeit an diesen verschiedenen Stellen miteinander kollidiert und wechselseitig aufeinander wirkt ； Die plötzlichen Veränderungen der Position des Flüssigkeitsstroms an der Pumpe – beispielsweise am Eingang der Laufräder, am Ausgang der Räder oder an den Trennelementen in den Auslasskanälen – führen dazu, dass an diesen Stellen ein gewisser Grad an lokalen Energieverlusten auftritt. Zusammen führen diese Effekte zu einem Energieverlust der Flüssigkeit, was wiederum zu einer Verringerung der Förderhöhe führt. Dieser Energieverlust wird als hydraulischer Verlust bezeichnet. Das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Förderhöhe und der theoretischen Förderhöhe ausgedrückt in Prozent wird als hydraulische Effizienz bezeichnet und mit dem Symbol ηh gekennzeichnet. 3. Maschinenleistung: Flüssigkeiten weisen eine bestimmte Viskosität auf. Wenn sich der Rotor in der Flüssigkeit dreht, entsteht Widerstand. Dieser Widerstand ist besonders groß bei Laufrädern mit großem Durchmesser und großer Oberfläche. Dadurch entstehen größere Verluste. Solche Verluste bezeichnen wir auch als Reibungsverluste des Rotors ； Außerdem weist eine Pumpe als Maschine unweigerlich Verluste bei der mechanischen Übertragung auf, wie z. B. Reibverluste an mechanischen Dichtungen, Verluste durch Rollenlager sowie Verluste am Kupplungssystem. Der Verlust der beiden Teile zusammen wird als mechanischer Verlust bezeichnet. Die tatsächlich an das Laufrad übertragene Energie entspricht nicht der Energie, die über den Kupplungsträger übertragen wird. Das Verhältnis zwischen der in das Laufrad eingebrachten Leistung und der Drehmomentleistung wird als mechanische Effizienz bezeichnet und mit dem Symbol ηm dargestellt. Die endgültige Effizienz der Pumpe ist das Produkt dieser drei Effizienzen, d.h. η = ηv*ηh*ηm. Bei einigen besonderen Pumpen – wie Magnetpumpen und Gleichstrompumpen – kommen außerdem Verluste durch magnetische Schwingungen hinzu. Sollten diese Verluste in die mechanische Effizienz einbezogen werden oder separat berücksichtigt werden? Eigentlich ist das nicht wichtig. Wichtig ist vielmehr, wie man die Verluste verringern und die Effizienz steigern kann. Was für eine Berechnung verwendet wird, spielt dabei keine Rolle. Die Effizienz von Pumpen mit unterschiedlichen Strukturen und Typen variiert stark – und das liegt daran, dass die drei oben genannten Effizienzkategorien unterschiedliche Gewichte in der Gesamteffizienz der Pumpe haben. Hausaufgaben: (Mehrfachwahl) Zentrifugalpumpen mit geringem Durchfluss, hoher Förderhöhe und großem Laufraddurchmesser weisen in der Regel eine niedrige Effizienz auf. Der Grund dafür ist: A. Niedrige Volumeneffizienz B. Niedrige hydraulische Effizienz C. Niedrige mechanische Effizienz D. Alle drei sind niedrig ABCD