Über Pumpenauslegungs-Rechner
Der Pumpenauslegungs-Rechner ermittelt die Gesamtförderhöhe, die hydraulische Leistung und die Haltedruckhöhe (NPSH) eines Rohrleitungssystems nach den Methoden des Hydraulic Institute und der EN ISO 9906. Maschinenbauingenieure wählen damit Pumpen und Motoren aus, erzeugen die Anlagenkennlinie und weisen nach, dass der vorhandene NPSH-Wert den erforderlichen übersteigt.
Geben Sie Förderstrom, geodätische Förderhöhe, Fördermedium und jeden Rohrabschnitt mit Länge, Durchmesser und Armaturverlusten ein. Das Tool liefert die Gesamtförderhöhe, Reibungs- und Geschwindigkeitshöhe, die erforderliche Wellen- und Motorleistung, die Anlagenkennlinie und die NPSH-Reserve — alles in Echtzeit aktualisiert.
So funktioniert es
- Berechnen Sie die Strömungsgeschwindigkeit v = Q / A für jeden Rohrabschnitt und die Reynolds-Zahl zur Einordnung des Strömungsregimes.
- Bestimmen Sie den Darcy-Reibungsbeiwert (Swamee-Jain für turbulente Strömung, 64/Re für laminare) und die Reibungshöhe hf = f * (L/D) * v^2 / (2g) zuzüglich der Armaturverluste.
- Addieren Sie geodätische, Reibungs- und Geschwindigkeitshöhe zur Gesamtförderhöhe und dimensionieren Sie Wellen- und Motorleistung aus hydraulischer Leistung und Wirkungsgraden.
- Bewerten Sie den vorhandenen NPSH-Wert gegen einen geschätzten erforderlichen NPSH-Wert und bilden Sie die Anlagenkennlinie über den Betriebsbereich.
Rechenbeispiel
Wasser bei 20 Grad C (Dichte 998.2 kg/m3) mit 5 L/s durch ein 100-mm-Rohr hat eine Geschwindigkeit v = 0.005 / (pi*0.05^2) = 0.637 m/s und eine Geschwindigkeitshöhe hv = 0.637^2 / (2*9.81) = 0.021 m. Über 50 m mit einem Reibungsbeiwert von etwa 0.0195 und 5 Armaturen beträgt die Reibungshöhe rund 0.31 m; die Gesamtförderhöhe ist damit 10 + 0.31 + 0.02 = 10.33 m über einer geodätischen Höhe von 10 m.
Formeln
- Pipe velocity
v = Q / (pi * (D/2)^2)- Reynolds number
Re = rho * v * D / mu- Darcy-Weisbach friction head
hf = f * (L/D) * v^2 / (2*g)- Total dynamic head
TDH = staticHead + frictionHead + velocityHead- Required shaft power
P = rho * g * Q * H / (eta_pump * eta_motor)- NPSH available
NPSHa = Patm/(rho*g) + h_suction - hf_suction - Pv/(rho*g)
Normen & Quellen
- Hydraulic Institute
- EN ISO 9906
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Gesamtförderhöhe?
Die Gesamtförderhöhe ist die gesamte Energie, die eine Pumpe dem Fördermedium zuführen muss: geodätische Höhe plus Reibungshöhe plus Geschwindigkeitshöhe. Sie ist die Förderhöhe, die die Pumpe beim Auslegungsförderstrom liefern muss.
Wie wird die Reibungshöhe berechnet?
Das Tool verwendet je Abschnitt die Darcy-Weisbach-Gleichung hf = f * (L/D) * v^2 / (2g), mit dem Reibungsbeiwert aus der Swamee-Jain-Näherung für turbulente Strömung bzw. 64/Re für laminare Strömung, zuzüglich Einzelverluste aus der Summe der K-Werte der Armaturen.
Warum ist der NPSH-Wert wichtig?
Der vorhandene NPSH-Wert muss den erforderlichen übersteigen, sonst kavitiert die Pumpe und das Laufrad wird beschädigt. Das Tool berechnet den vorhandenen NPSH-Wert aus Atmosphärendruck, Zulaufhöhe, saugseitiger Reibung und Dampfdruck und vergleicht ihn mit einem geschätzten erforderlichen NPSH-Wert.
Wie wird die Motorleistung gewählt?
Die erforderliche Wellenleistung P = rho * g * Q * H / (eta_pump * eta_motor) wird auf die nächste Standard-Motorleistung aufgerundet, was eine Reserve über der hydraulischen Leistung im Auslegungspunkt schafft.