Verständnis des Nenndrucks der Pumpe
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Der Kavitationsspielraum einer Pumpe wird in effektiven Kavitationsspielraum und notwendigen Kavitationsspielraum unterteilt. Der bei einer bestimmten Drehzahl und Durchflussmenge erforderliche Kavitationsspielraum wird als notwendiger Kavitationsspielraum bezeichnet und mit NPSHr angegeben. Auch als NPSHr bezeichnet, hängt der Kavitationsgrad einer Pumpe von der inneren Strömung in der Pumpe ab. Er wird durch die Eigenschaften der Pumpe selbst bestimmt. Sein physikalischer Sinn besteht darin, den Grad des Druckabfalls des Fluids an der Einlassstelle der Pumpe anzugeben – also dazu, zu gewährleisten, dass es keine Kavitation in der Pumpe gibt. Der Nennbedarf an Kavitation muss unabhängig von den Parametern der Anlage sein und hängt nur von den Bewegungsparametern im Eingangsbereich der Pumpe ab. Diese Bewegungsparameter werden bei einer bestimmten Drehzahl und Durchflussmenge durch geometrische Parameter bestimmt. Einfach ausgedrückt: Der NPSHr wird von der Pumpe selbst bestimmt. Bei einer bestimmten Pumpe – wie beispielsweise der LHF-Kunststoffzentripumpen – ist der NPSHr unabhängig vom Medium (mit Ausnahme des Falls, dass die Viskosität des Mediums zu hoch ist und somit die Schwerkraftgeschwindigkeit beeinflusst wird). Bei der Pumpe LHF50-32-125 beträgt das Durchflussvolumen 12,5 Kubikmeter und die Förderhöhe 20 Meter. Da die Einlassdruckgeschwindigkeit in diesem Fall gleich ist, ist auch der Druck gleich – und somit ist auch der NPSHr gleich. Je niedriger der Einlassdruck ist, desto niedriger ist auch der NPSHr.
Der effektive Kavitationsspielraum, der in der Regel mit NPSHa bezeichnet wird und auch als Anlagens Kavitationsspielraum bekannt ist, ist die überschüssige Energie pro Einheit Gewicht des Flüssigkeitsstroms an der Pumpeneingangsstelle, die durch die Sauganlage bereitgestellt wird und über dem Siedepunktdruck liegt. Das bedeutet, man kann es als etwas betrachten, das mit dem Material der Rohrleitungen zusammenhängt. Je größer der NPSHa ist, desto größer ist auch der effektive Kavitationsüberschuss, und desto weniger anfällig ist die Pumpe für Kavitation. Einfach ausgedrückt: Der hydraulische Verlust des Einlasssystems ist proportional zum Quadrat der Durchflussmenge. Daher nimmt die NPSHa mit zunehmender Durchflussmenge ab.
Gibt es eine bessere Erklärungsmethode? Viele Menschen können es nicht verstehen
Dieser Beitrag wurde zuletzt von 3983596_FPPZ am 12.1.2019 um 16:28 geändert. Der Siedepunktüberschuss ist ein Energiewert, der die Differenz zwischen der Energie und dem Siedepunkt des Mediums darstellt (in vielen Quellen auch als Druckenergieüberschuss bezeichnet). Referenzwert: Dampfdruck des Mediums. Pumpeneingangspannung – Verdampfungsdruck = NPSHA ； Der NPSHA-Wert, also der Überdruck des Systems am Pumpeneingang über dem Siedepunkt der Flüssigkeit, wird durch die gesamten Anlageneinrichtungen sowie die tatsächlichen Prozessparameter bestimmt. Er stellt somit den Puffer dar, der dem Pumpen vorbehalten ist, um Kavitation zu vermeiden. Eingangspannung – Verdampfungsdruck = NPSHA. Der NPSHR, also der Überdruck gegenüber dem Verdampfungsdruck, nimmt ab, je höher die Geschwindigkeit des Mediums ist, das in den Laufradbereich strömt. Die Fähigkeit der Blätter, Arbeit zu leisten, zeigt sich noch nicht – doch der Druck sinkt weiterhin (Bernoulli-Gleichung). In einer bestimmten Entfernung vom Eingang des Pumpen befindet sich auf der Rückseite der Blätter ein Punkt mit dem niedrigsten Druck. Dadurch entsteht eine zusätzliche Abnahme der Druckenergie zwischen dem Eingang der Pumpe und diesem Punkt mit dem niedrigsten Druck. Wenn die Druckenergie an diesem Punkt unter dem Verdampfungsdruck des Mediums liegt, tritt Kavitation auf. Um Kavitation zu vermeiden, muss am Eingang der Pumpe eine Energiemenge bereitgestellt werden, die größer ist als der zusätzliche Druckverlust durch die Blätter. Diese Energiemenge entspricht dem Unterschied zwischen der NPSHA des Systems und dem Siedepunkt des Mediums. Je höher der Eingangsdruck der Pumpe ist (je größer die NPSHA), desto mehr Druckraum steht der Pumpe zur Verfügung – dadurch wird Kavitation weniger wahrscheinlich. Je niedriger der Druck am tiefsten Punkt der Läuferblätter ist (je kleiner die NPSHR), desto weniger anfällig ist die Pumpe für Kavitation; sie kann dann bereits bei einem geringeren Antriebsdruck arbeiten. Kurz gesagt, der Druckabfall zwischen dem Eingang der Pumpe und den Laufradblättern ist die Ursache für Kavitation in der Pumpe. Er dient außerdem als Maßstab für die Kavitationsreserve der Pumpe. Je größer der Druckabfall ist, desto größer ist auch die Kavitationsreserve – und um Kavitation zu vermeiden, muss der Eingangsdruck entsprechend hoch sein.
NPSH ist der absolute Gesamteinlassdruckhead, der sich auf dem Verdampfungsdruck des Fluids ab der Referenzfläche basiert. NPSH ist der Druckhead des gepumpten Flüssigkeits in Metern (Fuß) angegeben. Die NPSHa des Systems – also der netto verfügbare Saugdruck – wird auch als effektiver Saugdruck bezeichnet. Es handelt sich dabei um einen Parameter, der von der Durchflussmenge sowie der Pumpentemperatur abhängt. Er entspricht dem verbleibenden Druck des Fluids am Eingang der Pumpe, nach Abzug des Verdampfungsdrucks. Der erforderliche Sättigungsspielraum, der vom Käufer anhand des Pumpensystems (bei der Nennmenge des Flüssigkeitsflusses und bei normalen Pumpentemperaturen) bestimmt wird, wird als NPSHr bezeichnet – also als erforderlicher Netto-Positive-Saugdruck. Der erforderliche Sättigungsspielraum ist eine Art „erforderlicher Netto-Positive-Saugdruck“. Wenn die Flüssigkeit von der Eingangsstelle der Pumpe in den Eingangsbereich der Laufräder gelangt, erhöht sich aufgrund der Zentrifugalkraft der Laufräder die Geschwindigkeit der Flüssigkeit, während der Druck sinkt. Der notwendige Kavitationsspielraum ist der Druckwert auf der Saugseite (z. B. am Eingang einer Pumpe), der erforderlich ist, um Kavitation des Fluids zu verhindern (vom Hersteller angegeben). Mehrere Bezeichnungen für den notwendigen Kavitationsüberschuss: NPSHi (also Cavitation inception – Beginn der Kavitation): Dabei wird der Zeitpunkt, an dem die erste Blase entsteht, als Entscheidungskriterium für die Kavitation herangezogen. Dieses Kriterium ist strenger als NPSH3 und NPSH0. Die Definition ist einfach, doch die erforderlichen Messverfahren sind komplex und äußerst kostspielig. Wird häufig in Pumpen mit hoher Saugleistung verwendet, bei denen die Strömungsgeschwindigkeit am Eintritt des Laufrads hoch ist. NPSH0: Der Punkt, ab dem die Förderhöhe rapide abnimmt – wobei ein Abfall auf 0 % als Kriterium für Kavitation gilt. Die Definition ist einfach, doch die Messung schwierig. Wird häufig in Axialpumpen und Radialpumpen verwendet. NPSH3: Ein Rückgang der Förderhöhe (Erststufenförderhöhe) um 3 % dient als Kriterium für Kavitation; die Messung ist einfach und zudem zuverlässig. Wird allgemein in verschiedenen Zentrifugalpumpen eingesetzt. NPSHFC (Vollkavitation): Bei einem bestimmten Saugdruck sinkt die Förderhöhe sehr stark ab.