Welche volumetrisch fördernden Pumpenbauarten sind Ihnen bekannt?
Exzenterschneckenpumpe, Kolbenmembranpumpe, Membranpumpe, Schlauchpumpe, Kolbenpumpe, Zahnradpumpe, Schraubenspindelpumpe
Welche Konstruktive Besonderheit weisen Kolbenmembranpumpen auf, die sich zur Förderung toxischer Medien eignen?
Leckage an Kolbendichtung → Ölreservoir sammelt Flüssigkeit
Membran reguliert Ölfluss, schützt vor Überdehnung
Lochplatte verhindert zu starke Dehnung der Membran
Federbelastetes Ventil zwischen Ölreservoir & Hydraulikkammer
Unterdruck beim Saughub → Ventil öffnet & ergänzt Öl
Ventil öffnet trotzdem → Überfüllung des Hydraulikraums
Membran könnte überdehnt werden
Lösung: Lochplatte auf der Vorderseite schützt Membran
Druck könnte zu hoch werden
Federbelastetes Überströmventil schützt → leitet überschüssiges Öl ins Reservoir
Warum wird der Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse bei Axialpumpen so klein wie möglich gehalten?
Der Spalt zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse wird bei Axialpumpen möglichst klein gehalten, um Leckverluste zu minimieren. Durch diesen Spalt kann Flüssigkeit vom Druckbereich (Druckseite) in den Saugbereich zurückströmen, was den Wirkungsgrad der Pumpe erheblich verringert. Ein kleiner Spalt reduziert diese Rückströmung und verbessert somit die Effizienz der Pumpe.
Welcher Nachteil ergibt sich durch einen kleinen Spalt?
Ein sehr kleiner Spalt kann zu mechanischen Problemen führen:
Kontakt und Verschleiß: Durch thermische Ausdehnung, Verformung oder Schwingungen des Laufrads oder Gehäuses kann es zu einem Kontakt kommen, der den Verschleiß erhöht und die Lebensdauer der Pumpe reduziert.
Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen: Fremdpartikel oder Ablagerungen in der Förderflüssigkeit können den Spalt blockieren, was ebenfalls Schäden verursachen kann.
Welche Gegenmaßnahme kann man bei Stahl/gummierten Gehäusen ergreifen?
Elastische Beschichtung (Gummi): Eine gummierte Innenwand des Gehäuses kann bei einem Kontakt mit dem Laufrad als eine Art „Puffer“ wirken und Schäden verringern. Dies reduziert die Härte des Kontakts und minimiert den Verschleiß.
Optimierung des Spalts: Die Gehäusegeometrie und das Material des Gummis können so gewählt werden, dass bei thermischen oder mechanischen Belastungen eine gewisse Verformung möglich ist, ohne dass der Spalt vollständig geschlossen wird.
Einsatz von Verschleißringen: Verschleißringe (aus Gummi oder anderen abrasionsbeständigen Materialien) können in den Spalt integriert werden. Sie dienen als Opferkomponente, die leicht ausgetauscht werden kann, um das Gehäuse und das Laufrad zu schützen.
Warum nimmt die Leistungsaufnahme bei Axialmaschinen mit steigendem Förderstrom ab?
Axialpumpen haben eine Kennlinie, bei der der Druck mit steigendem Förderstrom abnimmt. Das liegt daran, dass eine höhere Strömungsgeschwindigkeit durch das Laufrad den Differenzdruck reduziert.
Die Leistungsaufnahme P der Pumpe wird durch die Formel P=ρ⋅g⋅Q⋅H beschrieben, wobei Q der Förderstrom, HH die Förderhöhe und ρ die Dichte der Flüssigkeit ist.
Wenn Q steigt, sinkt H aufgrund der Kennlinie der Axialpumpe. Da der Rückgang von HH oft stärker ist als der Anstieg von Q, nimmt die Leistungsaufnahme ab.
Bei hohem Förderstrom sinkt außerdem der Widerstand im Laufrad, wodurch die Pumpe effizienter wird und weniger Energie benötigt.
Nennen Sie die Vor- und Nachteile von Seitenkanalpumpen?
Vorteile: kleine bis mittlere Förderhöhen, hohe Förderhöhe durch Mehrstufigkeit, unmittelbar selbstansaugend, Gas mitfördernd, sehr günstig in der Anschaffung
Nachteile: Geringer Wirkungsgrad(40-45%), begrenzte Fördermengen/geringer Volumenstrom, Verschleißanfälligkeit bei abrasiven Medien, Gas mitfördernd (abtrennend), hoher NPSHR,
Wodurch kann man die Druckschläge bei Kolbenpumpen verringern? Erläutern Sie die Funktionsweise.
Druckschläge in Kolbenpumpen entstehen durch die pulsierende Förderung des Mediums, da der Kolben periodisch Flüssigkeit in das Leitungssystem drückt. Diese Druckschläge können Schäden am Rohrleitungssystem und den Pumpenkomponenten verursachen.
Methoden zur Verringerung von Druckschlägen:
Druckausgleicher (Pulsationsdämpfer):
Funktion: Behälter mit Membran, Gaspolster oder Feder, der Druckspitzen aufnimmt und Energie speichert.
Vorteile: Schutz des Systems, gleichmäßiger Förderstrom, weniger Druckspitzen.
Mehrzylinderpumpen:
Funktion: Mehrere phasenverschobene Kolben arbeiten gleichzeitig, wodurch sich die Förderströme überlagern.
Vorteile: Gleichmäßigerer Förderstrom, weniger Druckschwankungen und Vibrationen.
Wie werden moderne Kolbenmembranpumpen gegen Beschädigung durch Schließen der druckseitigen Armatur geschützt?
Um moderne Kolbenmembranpumpen vor Schäden durch das Schließen der druckseitigen Armatur zu schützen, werden Sicherheitsventile, Überströmventile, Druckabschaltungen und manchmal auch intelligente Steuerungen (Frequenzumrichter) eingesetzt. Diese Maßnahmen gewährleisten, dass kein kritischer Überdruck entsteht und die Pumpe sicher betrieben werden kann.
Hierzu befindet sich ein ebenfalls federbelastetes Überströmventil im Hydraulikteil. Bei Überschreiten des eingestellten Maximaldruckes öffnet das Ventil und der Druck kann sich durch ein Strömung in das Hydraulikreservoir abbauen
Warum werden Pumpen unter normalen Umständen weder in Reihe noch parallel geschaltet? Welche Umstände machen eine solche Verschaltung sinnvoll und wie wirkt sich dies qualitativ aus?
Die Verschaltung von Pumpen in Reihe oder parallel wird aufgrund von Steuerungsproblemen, ungleichmäßigen Belastungen und potenziellen Schäden im System vermieden.
Sinnvolle Einsatzfälle:
Parallelschaltung: Erhöhung des Volumenstroms, Flexibilität, Redundanz.
Reihenschaltung: Erhöhung des Drucks, Förderung über lange Distanzen.
Qualitative Auswirkungen: Parallelschaltung erhöht den Förderstrom, Reihenschaltung den Druck, aber beide können bei unsachgemäßer Auslegung zu Effizienzverlusten und Schäden führen.
Welche Pumpenbauarten eignen sich für die Förderung von Suspensionen?
Schlauchpumpen, Spindelpumpen, Exzenterschneckenpumpen
Was sind die Vorteile von Inline-Pumpen?
Inline-Pumpen bieten Vorteile wie platzsparende Bauweise, einfache Installation, reduzierte Rohrleitungsverluste und Wartungsfreundlichkeit. Sie sind ideal für Anwendungen, bei denen kompakte, effiziente und kostengünstige Lösungen erforderlich sind, insbesondere in der Gebäudetechnik und der Industrie.
Warum werden Pumpen redundant ausgeführt?
Pumpen werden redundant ausgeführt, um die Betriebszuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Sicherheit und Lebensdauer zu erhöhen. Besonders in kritischen Anwendungen, bei denen Ausfälle zu erheblichen Schäden oder Betriebsunterbrechungen führen können, sorgt die Redundanz dafür, dass der Betrieb auch bei Störungen aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus ermöglicht Redundanz eine flexiblere Anpassung der Förderleistung und eine gleichmäßige Verteilung der Betriebsbelastung.
Welche Pumpenbauarten zeichnen sich durch ein pulsierendes Förderverhalten aus?
Membranpumpen, Schlauchpumpen, Kolbenpumpen, Zahnradpumpe
Nennen Sie Vor- und Nachteile von Schlauchpumpen?
Vorteile:
• Bis 9m selbstansaugend
• Trockenlauf ohne
Beschädigung
• Fördert in beide
Drehrichtungen
• Fördert abrasive Medien
• Dosiergenauigkeit: +/- 1%
• leichte und wirtschaftliche
Instandhaltung
• Keine Korrosion
• Leise
• Leicht zu reinigen
• Niedrige
Beschaffungskosten
Nachteile:
hoher Verschleiß der
Schläuche
• (niedrige Förderströme
und
-höhen)
• Pulsation
Welche Vorteile haben volumetrisch fördernde Pumpen?
-mehr oder weniger ausgeprägter Druckpulsation kommt es zu quasi kontinuierlicher Förderung des Medium: Entgegenwirken durch Pulsationsdämpfer
-Lässt sich leicht mit Hilfe der Antriebsdrehzahl einstellen, können sie gut dosieren
-Unabhängig von Druckschwankungen und Systemänderungen.
-HQ Verlauf wesentlich steiler als bei Kreiselpumpen
Da hydrostatische Pumpen, wie volumetrisch fördernde Pumpen auch genannt werden, bei gegebener Drehzahl nahezu beliebige Förderdrücke aufbauen können, käme es in vielen Fälien zur Selbstzerstörung der Pumpe im Falle eines geschlossenen Schiebers in der Drucklei- tung. Diesem Problem wird allerdings durch interne, d.h. im Pumpengehäuse integrierte, oder externe Überdruck- bzw. Überströmventile, die bei Überschreiten eines definierten Drucks öffnen, begegnet.Da hydrostatische Pumpen, wie volumetrisch fördernde Pumpen auch genannt werden, bei gegebener Drehzahl nahezu beliebige Förderdrücke aufbauen können, käme es in vielen Fäl- len zur Selbstzerstörung der Pumpe im Falle eines geschlossenen Schiebers in der Drucklei- tung. Diesem Problem wird allerdings durch interne, d.h. im Pumpengehäuse integrierte, oder externe Überdruck- bzw. Überströmventile, die bei Überschreiten eines definierten Drucks öffnen, begegnet.
Welche Pumpentypen eignen sich zur Förderung giftiger Medien?
Membranpumpen: Hohe Dichtheit, keine Leckage.
Für welche Förderaufgaben sind Seitenkanalpumpen geeignet?
-Kondensatsysteme
-keine abrasiven Medien: rascher Verschleiß und Abfall der Förderleistung, da sich Partikel an den -engen Spalten zwischen Gehäuse und Flügelrad ablagern
-hohe NPSHR-Wert: deswegen NPSH-Vorstufen (Radialräder) vorgeschaltet werden
-Kann Gasanteile bis zu 50 % verarbeiten
-Ist selbstansaugend
-Geeignet für niedrigviskose Medien und auch für kryogene (Industriegase) Flüssigkeiten
Wann werden hermetische Pumpen eingesetzt?
wenn ein Risikopotential des Fluides ausgeht, z.B. giftige Medien, da hermetische Pumpen einen leckagefreien Betrieb fahren.
Wie wird die effektive Leistungsaufnahme an einem Pumpenprüfstand bestimmt?
durch die Messung der elektrischen Eingangsleistung des Antriebsmotors oder der mechanischen Wellenleistung
Welche hermetische Pumpenbauart genügt den höchsten Ansprüchen hinsichtlich Temperatur, Druck und Risikopotenzial des zu fördernden Fluids?
hermetische Kreiselpumpen mit Spaltrohrmotorantrieb
Nennen Sie die Ihnen bekannten, unmittelbar selbstansaugenden Pumpenbauarten.
Unmittelbar selbstansaugend: Seitenkanalpumpe, Schlauchpumpe, alle volumetrisch fördernden Pumpen
Was muss bei mittelbar selbstansaugenden Pumpen getan werden, um die Förderung zu ermöglichen?
Kreiselpumpe mit Einrichtungen zum Entlüften der Saugleitung
Warum sind Kolbenmembranpumpen und Seitenkanalpumpen für die Förderung von Suspensionen ungeeignet?
Kolbenmembranpumpen: Suspensionen können die Membran beschädigen und Ventile verstopfen.Seitenkanalpumpen: Feststoffe in Suspensionen setzen sich in den engen Kanälen ab und verursachen Verstopfungen sowie erhöhten Verschleiß.
Was sind die Ursachen dafür, dass hermetisch dichtende Pumpenbauarten in zunehmendem Maße eingesetzt werden?
1. Betriebssicherheit erhöhen durch absolute Leckagefreiheit.
2. Umweltauflagen erfüllen und Emissionen minimieren.
3. Wirtschaftliche Vorteile durch reduzierte Wartung und längere Lebensdauer bieten.
4. Technologisch fortschrittlich sind und neue Materialien sowie Antriebssysteme nutzen.
5. Anwendungsspezifische Anforderungen in kritischen Industrien erfüllen.
Wie wird die neue europäische Ex-Schutz-Richtlinie abgekürzt bezeichnet?
ATEX-Richtlinie
Herstellerrichtlinie und Betreiberrichtlinie
Erläutern Sie die Vorteile von Block- und Inlinepumpen.
Blockpumpen: Kompakte und kosteneffiziente Einheiten, ideal für industrielle Anwendungen mit Platzmangel.
Inlinepumpen: Platzsparend, leicht austauschbar und hydraulisch effizient, perfekt für Rohrleitungsintegrationen.
Nennen Sie Vor- und Nachteile von Zahnradpumpen?
gute Abdichtung zwischen Saug- und Druckseite (Zahnflanke gegen Zahnflanke), deswegen gute hydraulische Wirkungsgrade
Selbstansaugend
Hoher Druckaufbau (bis 300bar)
Hohe Viskositäten
weites Spektrum an Verwendbarkeit
Nicht geeignet für abrasive oder feststoffhaltige Medien
Empfindlich gegenüber Kavitation
nicht pulsationsfrei
Wie werden große Pumpen mit dem Fundament verbunden?
Große Pumpen werden oft auf einem Fundamentrahmen (auch Grundrahmen oder Sockel genannt) montiert, der fest mit dem Betonfundament verankert ist
Ankerbolzen, die vor der Betonierung im Fundament platziert werden, werden verwendet, um die Pumpe sicher zu befestigen
Welche Laufradform weisen Rohrbogenpropellerpumpen auf?
axial durchströmte Propellerlaufräder
Diese Laufräder haben eine spezifische Form, die auf eine effiziente Förderung großer Volumenströme bei niedrigen Förderhöhen ausgelegt ist.
Was ist unter Mehrstufigkeit bei Exzenterschneckenpumpen zu verstehen?
Mehrstufigkeit bei Exzenterschneckenpumpen bedeutet, dass die Pumpe aus mehreren hintereinander geschalteten Pumpeneinheiten (Stufen) besteht, um eine höhere Förderhöhe oder ein höheres Fördervolumen zu erreichen. In einer mehrstufigen Exzenterschneckenpumpe sind mehrere solcher Exzenterschneckenpumpen in Reihe geschaltet. Jede Stufe hat ihren eigenen Rotor und Stator.
Die erste Stufe fördert das Medium, und das Ergebnis wird dann an die nächste Stufe weitergegeben, um den Druck weiter zu erhöhen oder die Fördermenge zu steigern.
Welche Druckdifferenz kann eine Exzenterschneckenstufe aufbauen und wovon hängt diese Angabe maßgeblich ab?
Eine Exzenterschneckenstufe kann typischerweise eine Druckdifferenz von 6 bis 12 bar aufbauen.
Diese Angabe hängt maßgeblich ab von:
Geometrie der Stufe (z. B. Länge und Form der Schnecke und des Stators).
Materialpaarung (Reibung und Dichtheit zwischen Rotor und Stator).
Fördermedium (Viskosität und Schmierfähigkeit).
Welche Bedeutung kommt der Festlegung der Hauptabmessungen von Chemienormpumpen zu?
Chemienormpumpen sind gemäß internationaler Normen wie der DIN EN ISO 2858 und anderen Chemienormen standardisiert. Dies stellt sicher, dass Pumpen unabhängig vom Hersteller nach denselben Maßstäben gebaut werden. Die Festlegung der Hauptabmessungen von Chemienormpumpen stellt sicher, dass die Pumpen in Bezug auf Kompatibilität, Wartungsfreundlichkeit, Integration in bestehende Systeme und Energieeffizienz optimal funktionieren. Sie sorgt für Standardisierung, Austauschbarkeit und Flexibilität in der Nutzung, was zu einer besseren Kostenkontrolle, einer vereinfachten Wartung und einer höheren Betriebszuverlässigkeit führt. Diese Faktoren sind entscheidend für die Langzeitstabilität und Sicherheit von Chemieanlagen.
Welchen Einfluss haben die Dichte und Viskosität des Fördermediums auf den Leistungsbedarf einer Kreiselpumpe im Bereich hochturbulenter Strömung?
Höhere Dichte bedeutet, dass mehr Masse transportiert werden muss, was zu einer Erhöhung des Leistungsbedarfs führt.
Höhere Viskosität erhöht den Widerstand gegen die Bewegung des Fluids und erfordert ebenfalls mehr Energie, um die gleiche Förderhöhe und den gleichen Volumenstrom zu erreichen.
Wie ändert sich der Volumenstrom einer Kreiselpumpe, wenn man die Drehzahl verdoppelt?
Wenn die Drehzahl einer Kreiselpumpe verdoppelt wird, verdoppelt sich auch der Volumenstrom.
Diese Beziehung gilt für den Fall, dass der Systemwiderstand (z. B. Rohrleitungslänge, Dichte des Fördermediums, etc.) sich nicht wesentlich ändert.
Welche Vorteile ergeben sich beim Einsatz von Chemienormpumpen?
Standardisierte Bauweise für einfache Planung, Austausch und Ersatzteile.
Hohe Flexibilität bei der Förderung verschiedener Medien, besonders aggressiver oder viskoser Flüssigkeiten.
Einfache Wartung und kostengünstige Reparatur dank standardisierter Komponenten.
Korrosionsbeständige Materialien sorgen für Robustheit und lange Lebensdauer.
Hohe Betriebssicherheit für kritische Anwendungen, insbesondere in der Chemieindustrie.
Welche konstruktiven Maßnahmen werden ergriffen, um auch mit Kreiselpumpen das Fördern von Suspensionen zu ermöglichen? Welche Nachteile ergeben sich?
Die Dichtungen werden verstärkt, um den Abrieb durch feststoffhaltige Medien zu minimieren. Dies kann durch den Einsatz von Gleitringdichtungen aus besonders resistenten Materialien oder durch den Einsatz von Doppeldichtungen erfolgen.
Vorteil: Reduziert das Risiko von Leckagen und erhöht die Betriebszuverlässigkeit.
Offene Laufräder (im Vergleich zu geschlossenen Laufrädern) können ebenfalls verwendet werden, um die Verstopfung durch Feststoffe zu minimieren.
Vorteil: Diese Geometrien fördern die Suspension effizient und verhindern die Bildung von Ablagerungen in der Pumpe.
Um das Risiko von Verstopfungen und Ablagerungen zu minimieren, kann der Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse vergrößert werden. Dadurch wird ein gewisser Freiraum geschaffen, der es den Feststoffen ermöglicht, leichter durch die Pumpe zu fließen, ohne die empfindlichen Teile zu blockieren.
Vorteil: Reduziert das Risiko von Verstopfungen.
Nachteile: höheren Betriebskosten, höherer Energiebedarf und komplexere Wartung
Was erreicht man durch Parallel- bzw. Reihenschaltung von Kreiselpumpen? Wann ist das in der Praxis sinnvoll?
Durch Parallelschaltung von Kreiselpumpen wird der Volumenstrom erhöht, während der Druck konstant bleibt. Durch Reihenschaltung wird der Druck erhöht, während der Volumenstrom konstant bleibt. In der Praxis ist die Parallelschaltung sinnvoll, wenn ein hoher Volumenstrom bei gleichbleibendem Druck erforderlich ist, während die Reihenschaltung eingesetzt wird, wenn ein höherer Druck benötigt wird.
Bei sonst unveränderten Betriebsbedingungen steigt die Leistungsaufnahme einer Kreiselpumpe kontinuierlich an. Welche Erklärung haben Sie dafür?
Lagerschaden:
Die kontinuierliche Erhöhung der Leistungsaufnahme einer Kreiselpumpe bei sonst unveränderten Betriebsbedingungen könnte auf verschleißbedingte Veränderungen hinweisen. Zum Beispiel könnte Verschleiß an den Laufradflügeln oder Abnutzung der Dichtungen zu einem erhöhten Strömungswiderstand führen, was mehr Energie erfordert. Ebenso könnte eine Verstopfung oder ein veränderter Zustand des Fördermediums (z. B. höhere Viskosität) die Pumpe mehr belasten und somit die Leistungsaufnahme steigern.
An welcher Stelle einer Kreiselpumpe tritt die größte Wahrscheinlichkeit von Kavitation auf (Begründung)?
Die größte Wahrscheinlichkeit von Kavitation tritt am Einlass des Laufrads einer Kreiselpumpe auf. Dies liegt daran, dass dort der Druck am niedrigsten ist, während die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist. Wenn der Druck unter den Dampfdruck des Fördermediums fällt, können sich Dampfblasen bilden, die bei der weiteren Strömung wieder kollabieren und Schäden verursachen.
Welche Kreiselpumpenbauart weist die höchsten effektiven Wirkungsgrade und gleichzeitig die größten Wirkungsgradunterschiede zwischen optimalem und schlechtestem Betriebspunkt auf?
Radialpumpen (insbesondere mehrstufige Radialpumpen) weisen die höchsten effektiven Wirkungsgrade und gleichzeitig die größten Wirkungsgradunterschiede zwischen dem optimalen und dem schlechtesten Betriebspunkt auf. Dies liegt daran, dass die Pumpe bei der besten Betriebsbedingung sehr effizient arbeitet, aber bei Abweichungen vom optimalen Betriebspunkt schnell an Effizienz verliert, was zu hohen Wirkungsgradverlusten führt.
In welchen Fällen sollte man die Anzahl der Schaufeln bei Kreiselpumpen reduzieren?
Die Anzahl der Schaufeln bei Kreiselpumpen sollte reduziert werden, wenn geringe Förderhöhen und hohe Volumenströme erforderlich sind. Weniger Schaufeln verringern den Strömungswiderstand, was zu einer besseren Strömungseffizienz und weniger Energieverlusten bei diesen Betriebsbedingungen führt. Zudem wird die Pumpe bei höheren Volumenströmen weniger anfällig für Kavitation.
Wie wirkt sich die Entfernung des Deckblattes von Kreiselpumpenlaufrädern aus?
Die Entfernung des Deckblattes von Kreiselpumpenlaufrädern verringert den Widerstand der Pumpe, da der Fluidstrom weniger behindert wird. Dies kann zu einer höheren Effizienz und besseren Förderleistung führen. Allerdings kann es auch zu einer stärkeren Druckwellenbildung und ungleichmäßiger Strömung kommen, was in bestimmten Fällen den Betrieb beeinträchtigen kann
Was versteht man unter geometrischer und hydraulischer Ähnlichkeit?
Geometrische Ähnlichkeit bedeutet, dass zwei Pumpen (oder Maschinen) in ihren Abmessungen im gleichen Verhältnis zueinander stehen, wobei die Form und die Proportionen identisch sind.
Hydraulische Ähnlichkeit bedeutet, dass die Pumpen bei gleicher geometrischer Ähnlichkeit unter ähnlichen Betriebsbedingungen (z.B. Strömung, Druck, Geschwindigkeit) arbeiten und somit vergleichbare hydraulische Leistungen (Förderhöhe, Volumenstrom) liefern.
Welche Kreiselpumpenbauart zeichnet sich durch die höchsten spezifischen Drehzahlen aus?
Die Axialpumpen zeichnen sich durch die höchsten spezifischen Drehzahlen aus. Diese Pumpenbauart ist für hohe Volumenströme bei relativ niedrigen Förderhöhen (niedrige Stutzenarbeit) und erfordert oft eine hohe Drehzahl, um die gewünschten Leistungsdaten zu erreichen.
Welche Möglichkeiten gibt es, gefährliche Medien zu fördern, ohne dass das Medium in die Umgebung austritt? Sortieren Sie die Varianten nach dem Grad der Sicherheit.
Hermetische Kreiselpumpe mit Spaltrohrmotorantrieb
hermetische Kreiselpumpe mit Permanentmagnetkupplung
Gleitringdichtungen
Stopfbuckspackungen
Warum werden Laufräder von mehrstufigen Kreiselpumpen zur Anpassung der Betriebsdaten nicht absondern ausgedreht?
Kavitationseigenschaften der Pumpe zu bewahren
Das Absondern oder Ausdrehen würde die Form und Strömungseigenschaften des Laufrads verändern, was zu einer Verschlechterung der Effizienz und möglichen Kavitation führen könnte. Stattdessen wird die Anpassung der Betriebsdaten durch andere Maßnahmen wie Drehzahländerung oder Änderung der Anzahl der Stufen erreicht.
Bis zu welcher dynamischen Viskosität würden Sie Kreiselpumpen einsetzen?
Kreiselpumpen eignen sich in der Regel für Medien mit einer dynamischen Viskosität von bis zu 500 mPas. Bei höheren Viskositäten wird der Strömungswiderstand zu hoch, was die Effizienz und den Betrieb der Pumpe beeinträchtigt. Für sehr viskose Medien sind Verdrängerpumpen oft besser geeignet.
Welche vereinfachenden Annahmen wurden zur Herleitung der Hauptgleichung der Strömungsmaschinen in der Form YSch. ¥ = u2 cu2 - u1 cu1 getroffen?
Stationäre Strömung
Die Strömung erfolgt entlang eines definierten Strömungsweges (z.B. entlang der Schaufeln).
Vernachlässigung von Reibungsverlusten
Ideale Fluidannahme: Die Strömung erfolgt mit einem idealen Fluid ohne Kompressibilitätseffekte.
Warum wird der Einfluss der nicht schaufelkongruenten Strömung nur am Laufradaustritt und nicht am Laufradeintritt berücksichtigt?
Der Einfluss der nicht schaufelkongruenten Strömung wird nur am Laufradaustritt berücksichtigt, weil dort die Strömung aufgrund der Änderung der Strömungsrichtung und der höheren Geschwindigkeit am stärksten von der Schaufelgeometrie beeinflusst wird. Am Laufradeintritt hingegen ist die Strömung meist noch weniger beeinflusst und die Strömungskonditionen sind stabiler, sodass die Schaufelkongruenz dort einen geringeren Einfluss hat.
Welche anlagentechnischen Möglichkeiten bestehen, um den NPSHR-Wert einer Pumpemesstechnisch zu bestimmen?
- Saugseitige Drosselung mit Nachführung
- Saugseitige Druckabsenkung mittels Vakuumpumpe
-Saugseitige Druckabsenkung durch Niveauabsenkung
In allen drei Fällen wird so lange saugseitig Exergie vernichtet, bis Kavitation eintritt.
Welches Problem hat der Anlagenplaner bei der Festlegung des Auslegungspunktes für die Anfrage einer Kreiselpumpe?
der Auslegungspunkt für eine Kreiselpumpe häufig schwankend ist, da der tatsächliche Betriebspunkt von Faktoren wie Förderstrom, Druck, Temperatur und Viskosität des Fördermediums abhängt. Diese Variablen können im laufenden Betrieb variieren, was es schwierig macht, den optimalen Auslegungspunkt genau festzulegen. Ein zu konservativ gewählter Punkt kann zu einer geringen Effizienz führen, während ein zu optimistischer Punkt zu Kavitation oder Überlastung der Pumpe führen kann.
Warum ist die Regelung des Volumenstroms durch saugseitige Drosselung energetisch nicht sonderlich sinnvoll? Welche Alternative gibt es?
Eine Drosselung in der Saugleitung würde den NPSHA-Wert deutlich verschlechtern und ist
deshalb normalerweise unzulässig.
Von welcher thermodynamischen Zustandsänderung würden Sie für die Berechnung der spezifischen Stutzenarbeit einer thermischen Arbeitsmaschine ausgehen, wenn diese intern gekühlt wird?
Isothermen Zustandsänderung
Wofür werden die Verengungsfaktoren eingeführt?
Die Verengungsfaktoren werden eingeführt, um den Einfluss von Rohrleitungsgeometrien, wie z. B. Verengungen, Bögen oder Armaturen, auf den Druckverlust und die Strömungsgeschwindigkeit zu berücksichtigen und zu korrigieren. Sie ermöglichen eine genauere Berechnung des Systemwiderstands und damit der Betriebsbedingungen von Pumpen und Rohrleitungen.
Welcher Wirkungsgrad verändert sich, wenn eines der Wellenlager verschleißt?
Der mechanische Wirkungsgrad verändert sich, wenn eines der Wellenlager verschleißt. Durch den Lagerverschleiß entstehen zusätzliche Reibungsverluste, was zu einem geringeren mechanischen Wirkungsgrad führt.
Welcher Wirkungsgrad verändert sich, wenn die Laufradaußenseite verkrustet?
Innerer Wirkungsgrad
hydraulischer Wirkungsgrad
Durch welche anlagen- und betriebstechnischen Maßnahmen läßt sich der NPSHA-Wert erhöhen?
Erhöhung des Saugdrucks (z. B. durch Erhöhung des Füllstands im Saugbehälter oder Druckerhöhung).
Verkürzung der Saugstrecke und Reduzierung von Rohrbögen, um Druckverluste zu minimieren.
Senken der Temperatur des Mediums, wenn möglich, um den Dampfdruck zu senken.
Welche rohrleitungstechnischen Maßnahmen kann man ergreifen, um die Gefahr der Kavitation zu verringern?
Erhöhung des Rohrdurchmessers zur Verringerung des Druckabfalls.
Verkürzung der Rohrleitungen und Minimierung von Krümmern und Bögen, um turbulente Strömungen zu reduzieren.
Verwendung von glatten Rohrmaterialien, um Reibungsverluste und Druckabfälle zu minimieren.
Optimierung der Saugleitungen zur Erhöhung des Drucks am Saugflansch (z. B. durch geeignete Positionierung des Saugbehälters).
Wahl eines geeigneten Saugdrucks und Einsatz von Vorabsperrventilen zur Stabilisierung des Drucks im System.
Ordnen Sie die Schnelllaufzahlen von Radial-, Diagonal- und Axialrädern nach ihrer Größe.
1. Axialräder (höchste Schnelllaufzahl)
2. Diagonalräder
3. Radialräder (geringste Schnelllaufzahl)
Erläutern Sie die prinzipiellen Vor- und Nachteile einer Drosselregelung gegenüber einer Frequenzumrichterregelung.
-Günstiger
-einfach einzustellen mit Hahn
-Verwirbelungen
-schlechter Wirkungsgrad,
Warum ist der Einsatz von Frequenzumrichtern prinzipiell so viel sinnvoller als Regelventile zur Volumenstromregelung?
Der Einsatz von Frequenzumrichtern ist prinzipiell sinnvoller als Regelventile zur Volumenstromregelung, weil Frequenzumrichter die Pumpe direkt steuern und die Drehzahl anpassen, was den Energieverbrauch signifikant senkt. Im Gegensatz dazu führen Regelventile zu Energieverlusten durch erhöhte Druckverluste und die Notwendigkeit, den überschüssigen Druck abzubauen, wodurch mehr Energie verbraucht wird.
Was versteht man unter einer „fliegenden Lagerung“ bei Pumpen?
Unter einer fliegenden Lagerung bei Pumpen versteht man eine Lagerung, bei der der Rotor ohne festes Lager in einer Schwebeposition gehalten wird, häufig durch ein Magnetlager oder ein Luftlager. Diese Technik minimiert Reibung und Verschleiß, wodurch die Lebensdauer und Effizienz der Pumpe verbessert wird.
Welche konstruktiven Möglichkeiten bestehen bei Kreiselpumpen zur Abdichtung des Förderraumes von der Umgebung?
Stoffbuchspakungen, Radialwellendichtung, Gleitringdichtung, Spaltmotorpumpen
Warum ist der Einsatz von Regelventilen zur Volumenstromregelung aus thermodynamische Sicht unsinnig?
Der Einsatz von Regelventilen zur Volumenstromregelung ist aus thermodynamischer Sicht unsinnig, weil sie den Volumenstrom durch Verengung der Rohrleitung steuern, was zu erhöhtem Druckabfall und Energieverlusten führt. Statt einer energieeffizienten Regelung wird unnötig Energie in Form von Wärme verloren, anstatt den Volumenstrom direkt und effizient zu steuern.
Diskutieren Sie die Vor- und Nachteile von Stopfbuchspackungen als Wellendichtungen.
Kostengünstig, Verschleiß Welle, Nachziehn (Personal), Leckage, Verschleiß Dichtung selber
Welches Problem tritt bei der Montage von Gleitringdichtungen vor Ort auf?
Vorspannung schwierig und Zeitaufwändig
Durch welche Bauart von Gleitringdichtungen kann man dieser Problematik begegnen?
Cartridge Bauweise
Erläutern sie die Wirkungsweise gasgeschmierter Gleitringdichtungen. Welche Vor- und Nachteile ergeben sich?
-hoher mechanischer Wirkungsgrad
-berührungsfreier Lauf/kein Verschleiß
-keine Reibungswärme/keine Kühlung erforderlich -keine Beschädigung bei Trockenlauf der Pumpe
-Teuere Spergaseintritt in Fördermedium
-evtl. Sperrdrucksystem erforderlich (1.Zufuhr Sperrgas 2. Sperrgas durch Rotation in Spiralnuten gedrückt)
-Ausbildung Luftpolster
Bei welchen Medien kann man redundante Pumpengruppen mit Rückschlagventilen einsetzen?
Redundante Pumpengruppen mit Rückschlagventilen können bei nicht aggressiven, nicht viskosen Medien wie Wasser oder Ölen eingesetzt werden. Rückschlagventile verhindern das Zurückfließen des Mediums, wenn eine Pumpe ausfällt, und gewährleisten so den kontinuierlichen Betrieb. Sie sind jedoch nicht ideal für aggressive, korrosive oder feststoffbeladene Medien, bei denen alternative Schutzmaßnahmen erforderlich sind.
Was versteht man unter „drucklosem Quench“?
Ein Sperrmedium, welches nicht unter Druck steht
Erläutern Sie das Prinzip gasgeschmierter Gleitringdichtungen. Können dies in beiden Richtungen betrieben werden?
Ja, gasgeschmierte Gleitringdichtungen können in beiden Richtungen betrieben werden, da das Gas eine gleichmäßige Schmierung bietet und die Dichtung in beide Drehrichtungen funktioniert.
Erläutern Sie die Begriffe Cartridge-Bauweise
Die Cartridge-Bauweise bezeichnet eine kompakte Bauweise für Pumpen oder Verdichter, bei der alle wichtigen Komponenten wie Lager, Dichtungen und Wellen in einer austauschbaren Cartridge (Baugruppe) zusammengefasst sind. Diese Bauweise erleichtert die Wartung und den Austausch, da die gesamte Baugruppe einfach entfernt und ersetzt werden kann, ohne dass andere Teile der Maschine demontiert werden müssen.
Warum strebt man bei Verdichtern isotherme Zustandsänderungen an?
Bei Verdichtern strebt man isotherme Zustandsänderungen an, um die Wärmeentwicklung während des Verdichtungsprozesses zu minimieren. Isotherme Verdichtung sorgt für eine geringere Temperaturerhöhung des Arbeitsmediums, was den Energieverbrauch reduziert und die Lebensdauer des Verdichters durch geringere thermische Belastungen verlängert.
Welche prinzipiellen Nachteil hat die Topfbauweise?
Der prinzipielle Nachteil der Topfbauweise bei Pumpen ist, dass sie aufgrund der begrenzten Wärmeableitung und des hohen Materialaufwands zu höheren Verlusten und geringerer Effizienz führen kann. Zudem ist die Wartung schwieriger und teurer, da der Zugang zu den Komponenten oft eingeschränkt ist.
Störungsfreier Betrieb Kreiselpumpen
Störungsfreier Betrieb ist nur gewährleistet, wenn es an keiner Stelle zu Kavitation kommt
o Insbesondere am Laufradeintritt
• Am Eintrittsquerschnitt zur Verfügung stehende Energie muss gleich oder größer sein als erforderliche Energie, um Flüssigkeit auf Geschwindigkeit im Laufrad zu bringen
Kennlinienverlauf
Steigung hängt stark von der Laufradform und somit der spez. Drehzahl ab
• Kleine spez. Drehzahl -> flacher Verlauf
• Große spez. Drehzahl -> steiler Verlauf
• Erreichbarer Wirkungsgrad hängt stark von der spez. Drehzahl ab
o Propellerpumpen: höchste Wirkungsgrade mit bis zu 90%
o Radialräder: schlechteste Wirkungsgrade mit tw. unter 40% (starke Umlenkungen)
Drosselregelung
• Verstellen einer Armatur in der Druckleitung erhöht die Druckverluste und ändert die Anlagenkennlinie
o Kurve wird steiler
• Drosselung in der Saugleitung erhöht den NPSHA -> Kavitationsgefahr, unzulässig
• Geringe Investitionskosten, hohe Betriebskosten
• Einsatz eher bei kleinen bis mittleren Pumpen
Anordnung von Pumpen im Betrieb:
Redundante Pumpen
•
• Anordnungen von redundanten Pumpengruppen:
o Mit Rückschlagarmaturen
o Mit automatischer Spülvorrichtung
Absichern von Pumpen
• Die meisten Pumpenarten können auf Dauer nicht gegen geschlossene Schieber fahren, ohne dabei kaputt zu gehen
• Anlagentechnische Absicherung:
o Bypass mit Blende: günstigste Variante, Verlust an Förderleistung
o Bypass mit Druckhalteventil: teuer, geringere Druckverluste, öffnet Bypass nur bei Überschreiten eines Maximaldrucks
o Mindestmengenleitung: Bypass führt zurück zum Behälter, z.B. wenn T-Stück in der Saugleitung den NPSHA-Wert der Anlage in einen unzulässigen Bereich erhöhen würde
• Messtechnische Absicherung:
o Durchflussmessgeräte: sicherste Methode, fährt Pumpe ab, bei Druckunterschreitung oder Überschreitung
Vorgehensweise Bestimmung NPSHR
Zunächst wird mit der druckseitigen Regelarmatur ein Betriebspunkt an-
gefahren, für den der NPSHR-Wert ermittelt werden soll. Anschließend wird die saugseitige
Armatur etwas geschlossen. Dadurch wandert der Betriebspunkt entlang der Pumpenkenn-
linie in Richtung kleineren Volumenstroms und größerer Förderhöhe. Um den gleichen Be-
triebspunkt wie zuvor zu erreichen wird die druckseitige Regelarmatur wieder geöffnet. Die-
ser Vorgang wird „Nachführen“ genannt. Die oben beschriebenen Vorgänge werden in der
gleichen Reihenfolge so lange wiederholt, bis die Förderhöhe im gewählten Betriebspunkt
um 3% absinkt. Wie bereits erwähnt, führt die einsetzende Kavitation zu einer Verschlech-
terung des Wirkungsgrads, was sich hier in einer Abnahme der Förderhöhe auswirkt.
Mit welchen konstruktiven Maßnahmen lässt sich der NPSHR-Wert beeinflussen?
- Schaufelform
- Schaufeldicke s2
- Schaufelzahl z
- Schaufeleintrittswinkel
- Und gegebenenfalls der Einsatz einer Leitvorrichtung im SaugstutzEn
Änderung Drosselstellung
Zunahme Druckverluste im druckseitigen Rohrleitungssystem
Zusätzlichen Druckverlust muss die Pumpe überwinden
Deswegen Zunahme Förderhöhe bzw. spez. Stutzenarbeit
Förderstrom nimmt ab
Änderung Drücke
Anstieg statischer Druck saugseitig: Erhöhung der verfügbaren Energie saugseitig -> Abnahme spez. Energie
Förderstrom nimmt zu
Abnahme statischer Druck im Saugbehälter: Gegenteil
Anstieg statischer Druck druckseitig: Pumpe muss zusätzliche Förderenergie aufbringen
Druckabsenkung: Gegenteil
Änderung Füllstände
Abnahme Füllstand saugseitig: Abnahme saugseitig verfügbare Energie
Förderhöhe nimmt zu und Förderstrom nimmt ab
Zunahme Füllstand saugseitig: Gegenteil
Abnahme Füllstand druckseitig: Abnahme Förderhöhe, Zunahme Förderstrom
Anlagenkennlinie Drosselregelung
Anlagenkennlinie verschiebt sich nach oben und wird steiler, da Förderhöhe zunimmt und Förderstrom abnimmt.
Leistung wird eingespart (gering) und Verlustleistung durch die Differenz von H2 und Herforderlich größer als Leistungseinsparung
Anlagenkennlinie Bypassregelung
Öffnen einer Drosselarmatur in der Bypassleitung
Anlagenkennlinie wird flacher, das Volumenstrom steigt. Betriebspunkt verschiebt sich nach rechts und unten. H2 kleiner als H1
Kavitationsgefahr
Zur Pumpe parallele Rohrleitung (Bypass) führt zur Saugseite zurück
Nur sinnvoll, wenn die Leistungskennlinie mit steigendem Förderstrom abfällt, was bei großen spezifischen Drehzahlen der Fall ist (axial). Dann tritt Leistungseinsparung ein!
Bei großen Förderströme ist es ein erheblicher Bauaufwand und Platzbedarf
Verlustleistung wird in Wärme umgesetzt und somit die Fluidtemperatur am Eintrittsstutzen erhöht (Kavitationsgefahr)!
Mindestmengenleitung
Bypass mit fester Blende
Damit soll gewährleistet werden, dass die Pumpe auch bei vollständig ge- schlossener Armatur in der Saug- oder Druckleitung eine gewisse Mindestmenge über den Bypass fördert und somit keinen Schaden nimmt.
Drehzahlregelung
Hohe Investitionskosten
Energieverbrauch besser
Einsparungen der Betriebskosten langfristig erheblicher
Die Drehzahlregelung beruht auf der Erkenntnis, dass ein und dieselbe Kreiselpumpe bei verschiedenen Drehzahlen n verschiedene Pumpenkennli- nien hat, die durch die folgenden Beziehungen (Affinitätsgesetze) verbunden sind
Anlagenkennlinie Drehzahlregelung
Abnahme Drehzahl: Förderhöhe ind Förderstrom sinkt
Betriebspunkt verschiebt sich nach links unten
Pumpenkennlinie verschiebt sich nach unten
Leistung wird eingespart
Verlustärmste Anpassung des Förderstroms
Jedoch Kavitationsgefahr, da sich Schwingungen bilden
Was wird als drehzahlvariable Antriebe eingesetzt?
- frequenzgeregelte Elektromotoren
- hydraulische Kupplungen
- stufenlose Getriebe (kleine Leistung)
- Verbrennungsmotoren, Dampf- und Gasturbinen (große Leistung).
Seite 86 von 158 Revision 12
Last changed7 days ago