Monat: Dezember 2020

Schmutzwasserabfluss Qww

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Der Schmutzwasserabfluss Qww nach DIN EN 12056-2, wird unter Berücksichtigung der Gleichzeitigkeit aus der Summe der Anschlusswerte (DU)ermittelt, wobei K der Richtwert für die Abflusskennzahl ist. Er ist von der Gebäudeart abhängig und ergibt sich aus der Benutzungshäufigkeit der Entwässerungsgegenstände. Qww – Schmutzwasserabfluss K – Abflusskennzahl DU – Anschlusswert Qtot – Gesamtschmutzwasserabfluss Qs – Dauerabfluss (ohne Reduzierung für Gleichzeitigkeit) Aus der Summe DU kann mit der o.g. Formel unter Berücksichtigung der entsprechenden Abflusskennzahl K der Schmutzwasserabfluss Qww errechnet werden. Ist der ermittelte Schmutzwasserabfluss Qww kleiner als der größte Anschlusswert eines einzelnen Entwässerungsgegenstandes, so ist letzterer maßgebend (Grenzwert).

Regenwasserabfluss QR

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r5/2 Fünfminutenregen, der statistisch gesehen einmal in 2 Jahren erwartet werden muss r5/100 Fünfminutenregen, der statistisch gesehen einmal in 100 Jahren erwartet werden muss

In der DIN 1986-100 sind beispielhaft die Werte für etliche deutsche Städte aufgeführt. Die Werte differieren von r5/2 = 200 bis 250 l/(s ha) bzw. r5/100 = 800 l/(s ha) [1 ha =10.000 m²]. Angaben zu den Regenereignissen sind bei den örtlichen Behörden oder ersatzweise beim Deutschen Wetterdienst zu erfragen. Anhaltswerte sind in der DIN EN 1986-100 Anhang A angegeben. Liegen keine Werte vor, sollte von rT(n)=200 l/(s ha) ausgegangen werden. Leitungsanlagen und die zugehörigen Bauteile der Regenentwässerungsanlage sind aus wirtschaftlichen Gründen und zur Sicherstellung der Selbstreinigungsfähigkeit für ein mittleres Regenereignis zu bemessen. Der Berechnungsregen ist im Geltungsbereich der DIN 1986-100 ein idealisiert betrachtetes Regenereignis (Blockregen) mit einer konstanten Regenintensität über 5 Minuten. Die jeweils für den Bemessungsfall zu verwendende Jährlichkeit (Tn) wird durch die Aufgabenstellung festgelegt. Regenereignisse oberhalb des Berechnungsregens (r5/2) sind planmäßig zu erwarten.

Fördermedium in der Abwassertechnik

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Bei der Dimensionierung ist darauf zu achten, dass zur Förderung von fäkalienhaltigem Abwasser aus Schächten, die mit dem öffentlichen Kanalnetz verbunden sind, explosionsgeschützte Aggregate eingesetzt werden müssen. Siehe z.B. auch UVV 54.Kanalisationswerke: §2 Das Kanalnetz, seine Zugangsstellen, Brunnen, Schächte und Regeneinläufe sowie Sammelstellen und Entlüftungshähne im Druckrohrnetz gelten im ganzen Umfang als explosionsgefährdet … bzw. Explosionsschutz Richtlinien (Ex-RL)der Berufsgenossenschaft (GUV 19.8)Ausgabe 06.96,Beispielsammung lfd.Nr.7.3.1.1. Es gibt aber noch weitere Verordnungen die evtl. zu berücksichtigen sind. Nähere Informationen für Ihren konkreten Fall erfahren Sie von der Berufsgenossenschaft, der Gewerbeaufsicht, dem TÜV oder vom Bauamt.

Drehzahl – Affinitätsgesetze

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Es gilt: 1. Modellgesetz 2. Modellgesetz 3. Modellgesetz Q – Förderstrom H – Förderhöhe P – Leistungsaufnahme n – Drehzahl Die Indizes beziehen sich auf die jeweilige Drehzahl. Die Affinitätsgesetze gelten exakt für reibungsfreie, inkompressible Strömungen. Für technische Anwendungsfälle sind sie als Näherungslösung zu betrachten. Generell sind diese Affinitätsgesetze unabhängig davon, wie die Drehzahländerung technisch realisiert wird. Traditionell wurde eine stufenweise Drehzahlumschaltung bei kleinen und mittleren Pumpen durch Wicklungsumschaltungen umgesetzt. Diese wurden mittlerweile weitestgehend von Frequenzumrichtern verdrängt. Für größere Kreiselpumpen sind langsam laufende elektrische Antriebe sehr teuer, so dass für diese Fälle Untersetzungsgetriebe verwendet werden. Für den mobilen Einsatz kommen außerdem Verbrennungsmotoren zum Einsatz. Diese sind ebenfalls in einem vorgegebenen Bereich drehzahlvariabel.

Pumpenkennlinie

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Der Verlauf der Pumpenkennlinie ist gekrümmt und fällt im Diagramm von links nach rechts mit zunehmendem Förderstrom ab. Die Neigung der Kennlinie wird durch die Konstruktion der Pumpe und insbesondere auch durch die Bauform des Laufrades bestimmt. Das Charakteristische an der Pumpenkennlinie ist die gegenseitige Abhängigkeit des Förderstromes und der Förderhöhe. Jede Änderung der Förderhöhe hat stets auch eine Änderung des Förderstromes zur Folge. Großer Förderstrom -> geringe Förderhöhe Kleiner Förderstrom -> große Förderhöhe Obwohl ausschließlich das installierte Rohrleitungssystem auf Grund der Eigenwiderstände vorgibt, welcher Förderstrom bei gegebener Pumpenleistung gefördert wird, kann die betreffende Pumpe immer nur einen Betriebspunkt auf ihrer Kennlinie einnehmen. Dieser Betriebspunkt ist der Schnittpunkt der Pumpenkennlinie mit der jeweiligen Rohrnetzkennlinie. Neben der Q-H-Kennlinie sind bei Kreiselpumpen häufig folgende Kennlinien zu finden:
  • Leistung
    • Wellenleistung P2(Q)
    • Leistungsaufnahme P1(Q) (häufig bei Tauchmotorpumpen und Nassläuferpumpen)
  • Wirkungsgrad
    • Hydraulischer Wirkungsgrad ηhydr(Q)
    • Gesamtwirkungsgrad ηtot(Q) (häufig bei Tauchmotorpumpen und Nassläuferpumpen)
  • NPSH erforderlich NPSHreq(Q)
  • Drehzahl n(Q)
 

Kennlinienumrechnung für verschiedene Medien

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Mit zunehmender Viskosität steigt jedoch der REYNOLDS-Zahl-Einfluss, so dass man in der Praxis davon ausgeht, dass diese Näherung ab einer kinematischen Viskosität von etwa 20 mm²/s ungenügend ist. Zur Korrektur wurden für die Umrechnung der aufgenommenen Kennlinien auf mittel- und hochviskose Medien empirisch Verfahren entwickelt, die in der praktischen Anwendung in älteren Versionen die aufwendige Auswertung von Diagrammen bedeuten, in den aktuellen Versionen jedoch durch entsprechende Formelsätze aufbereitet wurden. Weltweit am meisten verbreitet ist das Verfahren vom Hydraulic Institute (USA), welches als ANSI/HI 9.6.7 und ISO/TR 17766 standardisiert wurde. Praktisch wird die Umrechnung heute meist durch Computerprogramme wie dem Spaix PumpSelector vorgenommen. Die computertechnische Umsetzung dieses Verfahrens ermöglicht die Umrechnung von Kennlinien, wobei vom Anwender nur die gewünschten Förderdaten und das Fördermedium zu definieren sind. Eine spezielle Rolle bei der Umrechnung von Kennlinien spielt bei allen bekannten Verfahren der Auslegungspunkt der Pumpe. Folgende Bedingungen können für die Gültigkeit des Verfahrens angegeben werden:
  • Kreiselpumpen mit geschlossenen oder halboffenen Laufrädern
  • Kinematische Viskosität im Bereich zwischen 1 und 3000 mm²/s
  • Förderstrom im Bestbetriebspunkt zwischen 3 und 410 m³/h
  • Förderhöhe pro Stufe zwischen 6 und 130 m
  • Förderung unter normalen Betriebsbedingungen
  • Förderung von NEWTONschen Flüssigkeiten

Kennlinienumrechnung beim Laufradabdrehen

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Näherungsweise gilt: Q = Förderstrom H = Förderhöhe D = Laufraddurchmesser r = Index für den reduzierten Laufraddurchmesser t = Index für den Bezugslaufraddurchmesser Aus dieser Beziehung lässt sich die Drosselkurve H(Q) grob bestimmen. Eine genauere Berechnung erfordert allerdings die Berücksichtigung von Kennfeldern, bei denen jeder Kennlinie ein Laufraddurchmesser zugeordnet ist. Über Interpolation der Umrechnung aus den Nachbarkennlinien wird der neue Kennlinienverlauf ermittelt. Zur vollen Ausnutzung der Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird empfohlen, ein Laufradkennfeld mit mindestens drei Kennlinien zu erfassen. Bei einer großen Abdrehdifferenz zwischen kleinstem und größtem Laufraddurchmesser sind einige (2..4) Zwischenkennlinien erforderlich. Ein alternatives Berechnungsverfahren wird in ISO 9906 beschrieben. Hierbei ist die Kenntnis des mittleren Laufraddurchmessers an der Eintrittskante D1 erforderlich. Entsprechend der Norm ist dieses Verfahren gültig für
    • Durchmesserreduzierung bis max. 5%
    • Typenzahl K ≤ 1,5
    • unveränderter Schaufelgeometrie (Austrittswinkel, Verjüngung, usw.) nach dem Abdrehen
D1 = Mittlerer Durchmesser an der Laufradeintrittskante Für Pumpen mit einer Typenzahl K ≤ 1,0 und einer maximalen Laufraddurchmesserreduzierung von 3% kann der Wirkungsgrad dabei als konstant betrachtet werden.