Pläne für Zentrifugalpumpen, CAD-Design von Wasserpumpen

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Strukturtypen von Zentrifugalpumpen – Beschreibung der Strukturmerkmale:
**Schwingerartige Pumpe** mit flexibler Kupplung; Montage auf einer horizontalen Basis – qh1. Montage entlang der Mittellinie – qh2. Die Pumpe ist auf einer Basis montiert und wird durch eine flexible Kupplung mit dem Antrieb verbunden.
**Vertikale Rohrleitungs-Pumpe mit Lagergehäuse** – oh3. Das Lagergehäuse ist Teil der Pumpe selbst.
**Vertikale Rohrleitungs-Pumpe mit starre Kupplung** – oh4. Antrieb durch starre Kupplung.
**Koaxiale Antriebsweise bei vertikalen Rohrleitungs-Pumpen** – oh5. Das Laufrad ist direkt auf der Achse des Antriebs montiert und bildet zusammen mit dem Hochgeschwindigkeitsgetriebe ein Ganzes.
**Laufrad direkt auf der Achse des Antriebs** – oh6. Die Pumpe verfügt über Lager an beiden Enden.
**Einzigstufige und zweistufige Pumpen mit axialem Aufbau** – bb1. Radialer Aufbau – bb2. Mehrstufige Pumpen mit axialem Aufbau – bb3. Radialer Aufbau mit einzelligem Gehäuse – bb4. Zweielliges Gehäuse – bb5. Zylindrische Pumpe, vertikal montiert, mit einzelligem Gehäuse; Abfluss erfolgt über Leitrohre – vs1. Schneckenförderer – vs2. Axialstrompumpe – vs3. Unabhängiger Abflusskanal, langgestreckte Bauform – vs4. Schwingerartige Pumpe – vs5. Zweielliges Gehäuse mit Leitrohren – vs6. Innenliegendes Leitrohr – Schneckenförderer – vs7. Innenliegender Schneckenförderer.
Die hydraulische Konstruktion von Zentrifugalpumpen gehört zum inversen Problembereich der hydraulischen Berechnung der Durchflusskomponenten der Pumpe. Es gibt zwei grundlegende Arten der hydraulischen Berechnung: das direkte Problem und das inverse Problem. Das eigentliche Problem besteht darin, unter Kenntnis aller geometrischen Randbedingungen des Flusses sowie bestimmter Randbedingungen des Strömungsverlaufs, die Verteilung der Strömungsparameter im Kanal zu bestimmen. Das Hauptproblem wird daher auch als Strömungsanalyse bezeichnet und wird im siebten Kapitel erläutert. Die Gegenfrage ist: Unter Berücksichtigung der bekannten Strömungsparameter sowie der gegebenen Gesetzmäßigkeiten bezüglich der Verteilung oder der geometrischen Parameter der Strömung – also der Bedingungen, die ausreichen, um das Problem zu lösen – sollen alle Strömungsgrenzen bestimmt werden. Ziel ist es, vernünftige geometrische Grenzen zu entwerfen. Derzeit entwickeln sich die Methoden zur Strömungsplanung in Turbinenanlagen von den traditionellen Methoden für eindimensionale Strömungen zu Methoden für zweidimensionale oder dreidimensionale Strömungen. Natürlich entwickelt sich zunächst die Lösung von positiven Problemen sehr schnell. Derzeit können in der Ingenieurwissenschaft vollständig dreidimensionale Turbulenzberechnungsmethoden eingesetzt werden, um die Strömungsverhältnisse in allen Durchflusskomponenten von Zentrifugalpumpen zu analysieren. Die Methoden des dreidimensionalen inversen Designs sind hingegen in Entwicklung. Bei der hydraulischen Konstruktion werden zur Entwicklung von Zentrifelpumpen mit hervorragenden Leistungsmerkmalen derzeit hauptsächlich iterative Verfahren verwendet, bei denen das Problem in seiner positiven und negativen Form betrachtet wird. Auf der Grundlage der ersten Konstruktionsvorschläge für die Zentrifelpumpe werden dreidimensionale Berechnungen des turbulenten Strömungsfeldes durchgeführt. Anhand der Ergebnisse dieser Berechnungen werden bestimmte geometrische Parameter angepasst, anschließend werden erneut Strömungsberechnungen durchgeführt. Durch wiederholte Iterationen wird schließlich eine Zentrifelpumpe entwickelt, die über hervorragende Leistungsmerkmale verfügt, effizient ist und gleichzeitig den Anforderungen bezüglich Kavitation sowie anderen Vorgaben entspricht. Natürlich erfordert diese Methode der optimierten Gestaltung, dass der Entwerfer über gewisse Erfahrung verfügt.