Der mechanische Leistungsbedarf einer Kreiselpumpe (Wellenleistung) ist direkt proportional zur Dichte des Fördermediums.
P2 ~ ρ
P2 = Wellenleistung
ρ = Dichte des Fördermediums
Demgegenüber sind die Drosselkurve der Pumpe H(Q) und der Wirkungsgrad η(Q) unabhängig von der Dichte.
Diese Zusammenhänge werden automatisch durch die Pumpenauswahlsoftware berücksichtigt.
Insbesondere sind dabei folgende Kriterien zu berücksichtigen:
(1) Generelle Eignung des Pumpentyps
Prinzipbedingt sind Kreiselpumpen nur bis zu einer gewissen Viskosität, die von der Baugröße abhängt, geeignet. Bei sehr hohen Viskositäten ist eine Verdrängerpumpe zu wählen.
(2) Pumpenkennlinien
Die Pumpenkennlinien sind in der Regel mit Wasser bei Standardbedingungen gemessen worden. Wenn eine abweichende Dichte und Viskosität vorliegt, sind die Kennlinien entsprechend umzurechnen. Dies passiert in der Regel automatisch durch die Pumpenauswahlsoftware, sofern es sich um ein Newtonsches Fluid handelt.
(3) Werkstoffauswahl
Insbesondere wenn das Fördermedium abrasive oder aggressive Bestandteile enthält, ist die Auswahl geeigneter Werkstoffe von enormer Bedeutung. Viele Hersteller bieten hierfür Medien-Beständigkeitsinformationen an. Für einen derartigen Einsatz ist aber auf jeden Fall der direkte Kontakt zum Hersteller empfehlenswert.
(4) Dichtungsauswahl
Neben der Medien-Werkstoff-Beständigkeit sind bei der Auswahl der geeigneten Dichtung die Charakteristik des Fördermediums zu berücksichtigen. Im Falle von gefährlichen Stoffen (z.B. giftige oder explosive Medien) oder besonders wertvollen Fluiden ist es in der Regel erforderlich, eine leckagefreie Lösung einzusetzen. Hier bieten sich Pumpen ohne Wellendichtung mit Spaltrohrmotor oder Magnetkupplung an.
(5) Feststoff- oder Gasanteile
Enthält das Fördermedium mit Feststoff- und/oder Gasanteile, so sind spezielle Pumpenkonstruktionen zu wählen, die dafür vorgesehen sind. So verhindern zum Beispiel geeignete Laufräder das Blockieren der Pumpe bei festen oder fasrigen Bestandteilen. Gasanteile wirken sich auf das Saugverhalten von Kreiselpumpen aus. Ein höherer Gasgehalt führt zu einer Vergrößerung des erforderlichen NPSH-Wertes und damit zum früheren Eintritt von Kavitation.
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
Die wichtigsten vier Kriterien sind:
WAS für ein Medium? –> Fördermedium
WIEVIEL Menge? –> Fördermenge
WOHIN, wie weit, wie hoch? –> Förderstrecke
WOMIT soll gepumpt werden? –> Förderaggregat
Bei bekannter Fördermenge und Förderstrecke kann mit Hilfe der Druckverlustberechnung die Förderhöhe berechnet werden. Fördermenge und Förderhöhe bilden zusammen den Soll-Betriebspunkt für die Pumpenauslegung.
Der Dampfdruck der Förderflüssigkeit beeinflusst wesentlich das Kavitationsverhalten und somit den NPSH-Wert der Anlage.
Der Dampfdruck gehört zu den wichtigen Stoffwerten von Flüssigkeiten für die Pumpenauswahl und hängt von der Fluidtemperatur ab.
