Warum kommt es bei Kreiselpumpen zu Leistungsverlusten?

Oct 17, 2024

Kreiselpumpen haben als weit verbreitete Flüssigkeitsfördergeräte im industriellen Bereich aufgrund ihrer betrieblichen Effizienz einen direkten Einfluss auf den Energieverbrauch und die Kosten des gesamten Produktionssystems. Beim Betrieb von Kreiselpumpen ist der Leistungsverlust ein nicht zu vernachlässigendes Problem.
In diesem Artikel werden die Arten und Ursachen von Leistungsverlusten bei Kreiselpumpen sowie deren Auswirkungen auf die Pumpenleistung im Detail untersucht und entsprechende Optimierungsmaßnahmen vorgeschlagen.
Der Leistungsverlust bei Kreiselpumpen wird hauptsächlich in drei Arten unterteilt: Volumenverlust, hydraulischer Verlust und mechanischer Verlust.
1. Volumenverlust
Der Volumenverlust wird hauptsächlich durch den Spalt zwischen Laufrad und Pumpenkörper der Kreiselpumpe sowie durch Leckagen an der Wellendichtung verursacht. Wenn sich das Laufrad dreht, fließt ein Teil der Flüssigkeit aus dem Spalt zwischen Laufrad und Pumpenkörper zum Einlass des Laufrads zurück oder tritt aus der Wellendichtung aus. Diese Flüssigkeiten, die nicht effektiv transportiert werden, werden als Volumenverlust bezeichnet .
Bei mehrstufigen Pumpen kann eine ähnliche Leckage auch an der Ausgleichsplatte auftreten. Volumenverluste verringern nicht nur den Förderstrom der Pumpe, sondern erhöhen auch den Energieverbrauch der Pumpe.
2. Hydraulische Verluste
Unter hydraulischem Verlust versteht man den Energieverlust, der durch Reibung, Kollision, Wirbel und andere Phänomene während des Flüssigkeitsflusses im Pumpenkörper verursacht wird. Wenn die Flüssigkeit durch den Strömungskanal des Pumpenkörpers fließt und die Oberfläche des Strömungskanals rau ist oder die Konstruktion unangemessen ist, erhöht sich der Flüssigkeitswiderstand, was zu hydraulischen Verlusten führt.
Wenn die Flüssigkeit außerdem in das Laufrad eintritt und sich mit diesem dreht, kommt es aufgrund von Änderungen in Richtung und Größe der Geschwindigkeit zu Kollisionen und Wirbeln, was die hydraulischen Verluste weiter verschlimmert. Hydraulikverluste wirken sich direkt auf die Förderhöhe und den Wirkungsgrad der Pumpe aus.
3. Mechanische Verluste
Mechanische Verluste werden hauptsächlich durch Reibung und unvollständige Energieumwandlung zwischen verschiedenen Komponenten innerhalb der Pumpe verursacht.
Beispielsweise entsteht während der Rotation Reibung zwischen der Welle und Komponenten wie Lagern und Packungen, die etwas Energie verbraucht; Auch die Reibung zwischen den vorderen und hinteren Deckplatten des Laufrads und der Flüssigkeit kann zu Energieverlusten führen. Wenn sich das Laufrad in der Pumpe außerdem mit hoher Geschwindigkeit dreht, geht aufgrund der unvollständigen Umwandlung der kinetischen Energie der Flüssigkeit ein Teil der Energie auch in Form von Wärmeenergie an die Umgebung verloren. Obwohl mechanische Verluste relativ gering sind, können sie nicht ignoriert werden.