Kennlinien von Kreiselpumpen

Der Hersteller einer Kreiselpumpe liefert eine Kennlinie zu seiner Pumpe. Darin werden alle wichtigen Betriebsdaten der Pumpe genannt. Aber wie liest man so eine Kennlinie?

 

Die Kennlinie besteht aus drei Diagrammen. Alle drei Diagramme haben eine gemeinsame x-Achse (waagrechte Achse), auf der der Förderstrom der Pumpe angegeben ist. Damit das Diagramm auch international nutzbar ist, sind verschiedene Einheiten angegeben. Ganz oben "Gallonen pro Minute" in amerikanischen (US.gpm) und britischen (IM.gpm) Einheiten. Für uns sind eher die Einheiten unter dem ersten Diagramm brauchbar: Kubikmeter pro Stunde (m³/h) und Liter pro Sekunde (l/s).

 

Was zeigen die drei Digramme:

  • Oben: Die Förderhöhe der Pumpe in Meter (m, Skala links) oder Fuß (ft=foot, Skala rechts). Angegeben sind hier drei Kurven für drei verschiedene Laufraddurchmesser (130, 150 und 169 mm). Auf den Kurven sind jeweils noch die Wirkungsgrade an bestimmten Punkten eingezeichnet. Das ist wichtig, wenn die Pumpe im Dauerbetrieb eingesetzt werden soll. Ein Beispiel: Die Pumpe mit dem Laufraddurchmesser 169 liefert bei 160 m³/h Förderstrom eine Förderhöhe von 32 m und hat einem Wirkungsgrad von 81,6 %. Dieses Diagramm zeigt auch sehr anschaulich, dass die Förderhöhe mit zunehmenden Förderstrom sinkt.
  • Mitte: Hier ist der NPSHR Wert für das kleinste und das größte Laufrad aufgetragen. Also der Vordruck in Meter Wassersäule, den die Pumpe mindestens braucht, um kavitationsfrei zu arbeiten. Mit steigendem Förderstrom ist ein größerer Vordruck notwendig.
  • Unten: Hier ist der Leistungsbedarf in Kilowatt (kW, Skale links) oder PS (hp=horse power, Skala rechts) aufgetragen. Auch hier steigt logischerweise die notwendige Leistung mit zunehmenden Förderstrom.
Kennlinie

Betriebspunkt

Wird die Kreiselpumpe in Betrieb genommen, dann stabilisiert sich das System auf einem Punkt der Kennlinie. Das ist der Betriebspunkt. Er ist abhängig von den Gegebenheiten des Systems wie Höhenunterschieden oder Druckverlusten von Leitungen und Schläuchen. Je größer die Druckverluste sind, desto mehr Druck muss die Pumpe erzeugen. Folglich ist nur ein geringerer Förderstrom möglich. Dieser Effekt ist gut zu beobachten, wenn eine Armatur (z.B. ein Strahlrohr) teilweise geschlossen wird. Der Druckverlust steigt durch das Schließen der Armatur an und die Fördermenge sinkt. Der Betriebspunkt wandert also auf der Kennlinie nach links. Wird der Durchfluss vollständig gestoppt, so erreicht der Betriebspunkt die vertikale Achse des Diagramms. Dieser Punkt wird auch als Nullförderhöhe bezeichnet. Ein längerer Betrieb in diesem Betriebspunkt ist nicht zu empfehlen, da die Pumpe „im eigenen Saft dreht“. Dies führt sehr schnell zu einer Erwärmung des Fördermediums in der Pumpe, da die Flüssigkeit nicht weiter transportiert wird. Es droht Kavitation und Schäden an der Pumpe.