Berechnungsmethode der Pumpenwellenleistung

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Was bedeutet die Effizienz einer Pumpe? Wie lautet die Formel dafür?
Antwort: Es handelt sich um das Verhältnis zwischen der effektiven Leistung der Pumpe und der Antriebsleistung. η=Pe/P Die Leistung einer Pumpe bezeichnet in der Regel die eingebrachte Leistung, also die Leistung, die vom Antriebsmotor auf die Pumpebahn übertragen wird. Deshalb wird sie auch als Achsenleistung bezeichnet und mit P dargestellt. 　　Die effektive Leistung ist das Produkt aus der Förderhöhe der Pumpe, dem Massenstrom sowie der Schwerkraftbeschleunigung. 　　Pe = ρgQH/W oder Pe = γQH/1000 (kW)
ρ: Dichte der vom Pumpen transportierten Flüssigkeit in kg/m³
γ: Schwerezahl der vom Pumpen transportierten Flüssigkeit; γ = ρg (N/m³)
g: Schwerkraftbeschleunigung in m/s
Massenstrom: Qm = ρQt/h oder in kg/s

**Formel zur Berechnung der Antriebsleistung einer Zentrifugalpumpe:**
Strommenge × Höhe des Drucks × 9,81 × Schwerezahl des Mediums ÷ 3600 ÷ Effizienz der Pumpe
Einheiten für die Strommenge: Kubikmeter pro Stunde
Einheiten für die Höhe des Drucks: Meter
P = 2,73HQ/η, wobei H die Höhe des Drucks in Metern und Q die Strommenge in m³/Stunde ist. η ist die Effizienz der Pumpe. P ist die Antriebsleistung in kW. Das bedeutet: P = ρgQH/1000η (kW), wobei ρ = 1000 kg/m³ und g = 9,8 ist.
Die Einheit der Schwerezahl ist kg/m³, die Einheit der Strommenge ist m³/Stunde, die Einheit der Höhe des Drucks ist Meter. 1 kg entspricht 9,8 Newton.
Daher gilt: P = Schwerezahl × Strommenge × Höhe des Drucks × 9,8 Newton/kg
= kg/m³ × m³/Stunde × Meter × 9,8 Newton/kg
= 9,8 Newton × Meter / 3600 Sekunden
= Newton × Meter / 367 Sekunden
= Watt / 367

Die obige Herleitung zeigt die Herkunft der Einheiten. Die Formel dient zur Berechnung der Leistung der Pumpe. Die Antriebsleistung wird anschließend durch die Effizienz geteilt.
Sei Ne die Antriebsleistung, P die Leistung des Motors und K ein Faktor (Kehrwert der Effizienz).
Leistung des Motors: P = Ne × K (K hat unterschiedliche Werte je nach Ne, siehe Tabelle unten)
Ne ≤ 22: K = 1,25
22 < Ne ≤ 55: K = …

**Formel zur Berechnung der Antriebsleistung einer Schlammpumpe:**
Strommenge Q: m³/Stunde
Höhe des Drucks H: Meter Wasser
Effizienz n: %
Dichte des Schlammes A: kg/m³
Antriebsleistung N: kW
N = H × Q × A × g / (n × 3600)
Bei der Berechnung der Leistung des Motors müssen auch die Übertragungseffizienz sowie der Sicherheitsfaktor berücksichtigt werden. Im Allgemeinen wird für eine direkte Verbindung ein Wert von 1 verwendet, für Bänder ein Wert von 0,96. Der Sicherheitsfaktor beträgt 1,2. Drittens: Die Effizienz der Pumpe sowie die Formel zur Berechnung derselben – Dabei handelt es sich um das Verhältnis zwischen der effektiven Leistung der Pumpe und der Antriebsleistung. η=Pe/P Die Leistung einer Pumpe bezeichnet in der Regel die eingebrachte Leistung, also die Leistung, die vom Antriebsmotor auf die Pumpebahn übertragen wird. Deshalb wird sie auch als Achsenleistung bezeichnet und mit P dargestellt. 　　Die effektive Leistung ist das Produkt aus der Förderhöhe der Pumpe, dem Massenstrom sowie der Schwerkraftbeschleunigung. 　　Pe = ρg·QH (W) oder Pe = γ·QH/1000 (kW)
ρ: Dichte der vom Pumpen transportierten Flüssigkeit (kg/m³)
γ: Schwerezahl der vom Pumpen transportierten Flüssigkeit; γ = ρ·g (N/m³)
g: Schwerkraftbeschleunigung (m/s)
Masseflussrate: Qm = ρ·Q (t/h oder kg/s)

IV. Schätzung der Leistung von Hauptheizpumpen mittels empirischer Methoden
Für Haushaltsheizpumpen liegt die minimale Leistung bei 370 W. Die maximale Leistung übersteigt in der Regel nicht 5,5 kW. Man kann dazu eine Taschenlampe oder eine Deckenlampe verwenden, um die Abmessungen der Pumpe genau zu erkennen – anschließend lässt sich die Leistung schätzen. V. Die Leistung der Pumpen für Brunnen kann durch elektrische Messungen grob geschätzt werden. Zunächst wird die Stromstärke mit einem Multimeter gemessen. Die Stromstärke multipliziert mit der Spannung sowie dem Leistungsfaktor ergibt die Leistung (Öffentliche Plattform: Pumpen-Manager). Es kann angenommen werden, dass der Leistungsfaktor 0,8 beträgt – so lässt sich die tatsächliche Arbeitsleistung berechnen. Wenn Wasser gepumpt wird, kann man von einer Belastung von 70 Prozent ausgehen. Wenn man dieses Wertes dann noch durch 0,8 teilt, erhält man die Nennleistung des Motors. Man kann auch die Wasserhähne abschalten und den Motor direkt mit der Pumpe im Leerlauf betreiben. In diesem Fall wird die Stromstärke voraussichtlich nicht mehr als 40 Prozent der Nennstromstärke betragen. Wenn man die gemessene Stromstärke verwendet, um die Leistung zu berechnen, und diese dann durch 0,4 teilt, erhält man die Leistung des Motors. Auf diese Weise kann man mit dem oben angegebenen Wert vergleichen, um festzustellen, ob die berechnete Motorleistung korrekt ist. Man kann die Entfernung zwischen der Pumpe und dem Boden messen, um herauszufinden, wie hoch das Wasser gepumpt werden kann – dadurch ergibt sich die Förderhöhe. Anschließend kann man einen Eimer verwenden, um herauszufinden, wie viel Wasser in einer Minute von der Pumpe gepumpt wird. Wenn man das Volumen des Wassers misst, kann man den Durchfluss berechnen. Mit Kenntnis der Förderhöhe und des Durchflusses lässt sich außerdem die Leistung der Pumpe ermitteln. Hubhöhe * Durchfluss ÷ 367,02 ÷ 1,2; wenn man außerdem die Effizienz der Pumpe mit 0,7 berücksichtigt und das Ergebnis noch einmal durch 0,7 teilt, erhält man die ungefähre Leistung des Motors. Wasserpumpen und Motoren, die über einen langen Zeitraum in feuchten Umgebungen arbeiten, können anfällig für Leckagen sein. Es kann zu Abweichungen im Stromfluss kommen, außerdem können bei den Lagern und Rohrleitungen Probleme auftreten. Zudem kann die Leistung stark schwanken. Die oben genannten Methoden dienen nur als Orientierungshilfe – in der Praxis ist es besser, direkt vor Ort nachzusehen. Schließlich müssen die Geräte regelmäßig überprüft werden.