In der Haustechnik, insbesondere für Pumpen für die Heizungs- und Klimatechnik ist die Einteilung der Pumpenausführung nach der Dichtungsausführung (Benetzung des Motors) verbreitet:
Ausführung
Beschreibung
Nassläuferpumpe
Nassläuferpumpe mit Spaltrotormotor
Trockenläuferpumpe
Kreiselpumpe mit Wellendichtung
Darüber hinaus ist die Unterteilung nach Aufstellungsart bzw. der Anordnung des Antriebs gebräuchlich:
Monoblock mit angeflanschtem Motor
DIN-Normen mit Motor und Kupplung auf gängiger Grundplatte
Die erforderliche Wellenleistung der Pumpe wird als Kennlinie in Abhängigkeit von Förderstrom angegeben. Die Kennlinie ändert sich bei Drehzahländerung der Pumpe entsprechend den Affinitätsgesetzen.
Die Wellenleistung der Pumpe ist direkt proportional zur Dichte des Fördermediums. Bei hochviskosen Medien hängt die Wellenleistung ausserdem von der Viskosität ab.
Je nach Anwendung und Größe der Pumpe wird der Antrieb so ausgelegt, dass die Motorleistung entweder grösser oder gleich
der Wellenleistung im Betriebspunkt oder
der maximalen Leistung der Kennlinie,
jeweils zuzüglich eines Sicherheitszuschlages vom mindestens 5%, ist.
Der erforderliche Sicherheitszuschlag hängt von der geforderten Motorleistung ab. Während man bei größeren Motoren den Sicherheitszuschlag auf bis zu 5% reduziert, werden für kleinere Leistungen Zuschläge von über 20% angewendet. Zudem ist die Motornennleistung für Normmotoren noch auf die Umgebungsbedingungen umzurechnen.
Als Symbol für die Wellenleistung wird P2 verwendet.
In NEWTONschen Flüssigkeiten entstehen bei laminaren Strömungsvorgängen Schubspannungen und dem Druck überlagerte Normalspannungen, die der Deformationsgeschwindigkeit proportional sind, wobei der Proportionalitätsfaktor die dynamische Viskosität ist.
Die kinematische Viskosität ist definiert als:
Die Viskosität ist temperatur- und druckabhängig, wobei die Druckabhängigkeit bei Flüssigkeiten vernachlässigbar klein ist.
Bei nicht-NEWTONschen Flüssigkeiten kann die Viskosität außerdem zeitabhängig sein (thixotropes bzw. rheopexes Fließverhalten). Sie ist dann nicht mehr als Stoffwert angebbar.
Die Viskosität eines Mediums hat sowohl einen Einfluss auf die Rohrleitungskennlinie als auch auf die Pumpenkennlinie. Für Kreiselpumpen werden die Pumpenkennlinien in der Praxis bei einer kinematischen Viskosität von über 10 mm²/s umgerechnet.
Erhöhung des statischen Druckes an der Einbaustelle der Pumpe (Pumpe von der Höhenanordnung tiefersetzen, z. B. aus der Dachzentrale in den Keller, um den größeren geodätischen Druck der höheren Wassersäule auszunutzen. Die Pumpenleistung selbst bleibt unverändert).
Senkung der Fördermediumtemperatur (Reduzierter Dampfdruck pD).
Andere Pumpenausführung vorsehen (Verringerung der Nenndrehzahl und / oder andere Konstruktion mit reduzierten Haltedruckhöhe der Pumpe HH).
Im engeren Sinne spricht man in Abgrenzung zu Gebläsen und Verdichtern für Gase und kompressiblen Medien, bei Pumpen für inkompressible Medien von Flüssigkeitspumpen. Das heißt also, dass bei zunehmendem Druck das Volumen des Fluides annähernd konstant bleibt. Praktisch zählt man hierzu auch Flüssigkeitsgemische mit geringem Feststoff- oder Gasanteil.
Entsprechend der Richtung des Energieflusses zählen Pumpen zu den Arbeitsmaschinen.
nsync = Synchrondrehzahl
f = Netzfrequenz des Drehstromnetzes
p = Polpaarzahl des Drehstrommotors
Zu beachten ist, dass man in oben genannter Beziehung die Drehzahl in s-1 erhält, wenn die Frequenz in Hz eingesetzt wird.
Polpaarzahl
1
2
3
4
5
6
Synchrondrehzahl (bei 50 Hz) n [U/min]
3000
1500
1000
750
600
500
Synchrondrehzahl (bei 60 Hz) n [U/min]
3600
1800
1200
900
720
600
Die Nenn-Volllastdrehzahl von Drehstrom-Asynchronmotoren liegt durch Schlupf um einige Prozent unter der Synchrongeschwindigkeit.
Dies ist dadurch gekennzeichnet, dass ein linearer Zusammenhang zwischen Deformations- und Spannungstensor nicht gegeben ist und/oder dass die Viskosität zeitabhängig ist.
Nicht-NEWTONsches Fließverhalten kann z. B. bei folgenden Medien beobachtet werden:
Gasruß in Ölfirnis
Getreidekornsuspension in Wasser
Abwasserschlamm
Fäkalien
Zahnpasta
Mörtel
Seifenlösungen
Beispiele:
Bei zahlreichen Farben und Lacken lässt sich ein thixotropes Verhalten beobachten, d. h. die Viskosität ist zeitabhängig. Beim Rühren mit konstanter Winkelgeschwindigkeit lässt sich zunächst ein sehr großer Widerstand beobachten, während nach einiger Zeit die Viskosität deutlich abnimmt und gegen einen unteren Grenzwert strebt.
Viele industrielle Schlämme z. B. Suspensionen von Kalk (Mörtel) und Kreide (Zahnpasta) zeigen viskoplastisches Verhalten. Unterhalb der Fließspannung (Fließgrenze) verhalten sie sich wie Festkörper und darüber hinaus wie Fluide.
Lösungen und Schmelzen vieler hochpolymerer Stoffe sowie Suspensionen mit länglichen Partikeln wie Kautschuke und Seifenlösungen verhalten sich strukturviskos. Die Viskosität dieser Fluide nimmt mit steigender Schergeschwindigkeit ab.
Das umgekehrte Verhalten (dilatantes Verhalten) findet man z.B. bei einigen hochkonzentrierten Suspensionen. Hier steigt die Viskosität mit zunehmender Schergeschwindigkeit.
Sowohl die Pumpenkennlinien als auch die klassischen Verfahren für die Rohrleitungsberechnung gehen von einer konstanten Viskosität aus und besitzen für Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten keine Gültigkeit. In Abhängigkeit vom Fließverhalten des Fördermediums können sie bestenfalls als Näherung verwendet werden. Für viele Nicht-Newtonsche Medien gibt es deshalb spezielle Berechnungs- oder Näherungsverfahren für die Auslegung.
v = Q / A
v – Mittlere Strömungsgeschwindigkeit
Q – Volumenstrom
A – durchströmte Fläche
Für einen Kreisquerschnitt ergibt sich mit
A = p / 4 · D2
v = 4 · Q / (p · D2)
D – Durchmesser der durchströmten Kreisfläche (Rohrinnendurchmesser)
Als Formelzeichen für die mittlere Strömungsgeschwindigkeit werden meist c oder v verwendet. Oftmals wird v für die örtliche Geschwindigkeit benutzt, während c als Symbol für die mittlere Geschwindigkeit eingesetzt wird. Die DIN 24260 sieht das Symbol v vor für die mittlere Geschwindigkeit vor.
Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ist ein wichtiger Parameter bei der Auswahl des optimalen Rohrleitungsdurchmessers für eine neue Rohrleitung.
Die kinematische Viskosität ist definiert als:
Die Viskosität ist temperatur- und druckabhängig, wobei die Druckabhängigkeit bei Flüssigkeiten vernachlässigbar klein ist.
Bei nicht-NEWTONschen Flüssigkeiten kann die Viskosität außerdem zeitabhängig sein (thixotropes bzw. rheopexes Fließverhalten). Sie ist dann nicht mehr als Stoffwert angebbar.
Die Viskosität eines Mediums hat sowohl einen Einfluss auf die Rohrleitungskennlinie als auch auf die Pumpenkennlinie. Für Kreiselpumpen werden die Pumpenkennlinien in der Praxis bei einer kinematischen Viskosität von über 10 mm²/s umgerechnet. 
nsync = Synchrondrehzahl
f = Netzfrequenz des Drehstromnetzes
p = Polpaarzahl des Drehstrommotors
Zu beachten ist, dass man in oben genannter Beziehung die Drehzahl in s-1 erhält, wenn die Frequenz in Hz eingesetzt wird.
Von NEWTONschen Fluiden spricht man z.B. bei den Fließvorgängen von: