Schlagwort: Förderstrom

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.

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)
 

Berechnung der Anlagenkennlinie

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Die notwendige Förderhöhe einer Pumpe in einer unverzweigten Rohrleitung erhält man aus der BERNOULLI-Gleichung für eindimensionale, stationäre Strömungen inkompressibler Medien: pin, pout = Drücke beim Ansaugen bzw. Ablassen der Flüssigkeitsstände ρ = Flüssigkeitsdichte g = Fallbeschleunigung (9,81 m/s²) Hgeo = statischer Höhenunterschied zwischen den Flüssigkeitsniveaus der saug- und druckseitigen Behälter Hl,tot = Gesamtrohrreibungsverlust zwischen Ein- und Austritt vin, vout = mittlere Strömungsgeschwindigkeiten in saug- bzw. druckseitigen Behältern Die mittleren Strömungsgeschwindigkeiten in den saug- bzw. druckseitigen Behältern sind nach dem Kontinuitätsgesetz meist unbedeutend klein und können vernachlässigt werden, wenn die Tankflächen im Vergleich zu denen der Rohrleitungen relativ groß sind. In diesem Fall wird die obige Formel vereinfacht, zu: Der statische Teil der Anlagenkennlinie, d.h. der Teil, der nicht von der Strömungsgeschwindigkeit und damit dem Förderstrom abhängt, lautet: Für geschlossene Systeme ergibt sich dieser Wert zu null. Die Gesamtverlusthöhe setzt sich aus den Verlusten aller Komponenten der Saug- und Druckleitung zusammen. Sie ist bei genügend großen REYNOLDS-Zahlen dem Quadrat des Volumenstromes proportional. g = Fallbeschleunigung (9,81 m/s²) Hl,tot = Gesamtreibungsverlust zwischen Ein- und Austritt vi = mittlere Strömungsgeschwindigkeiten durch die Rohrquerschnittsfläche i Ai = charakteristische Rohrquerschnittsfläche ζi = Reibungsverlustbeiwert für Rohre, Formstücke usw. Q = Förderstom k = Proportionalitätsfaktor Unter den genannten Voraussetzungen kann man nun die Parabel der Anlagenkennlinie angeben: Der Proportionalitätsfaktor k wird aus dem gewünschten Betriebspunkt bestimmt. Der Schnittpunkt der Anlagenkennlinie mit der pumpenspezifischen Drosselkurve (Pumpenkennlinie) stellt den tatsächlichen Betriebspunkt dar.

Anlagenkennlinie

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Die Anlagenkennlinie setzt sich aus einem statischen und einem dynamischen Anteil zusammen. HA = HA,0 + Hv(Q) Sie ist hauptsächlich durch die statische Höhendifferenz HGeo zwischen den Flüssigkeitsständen an Saug- und Drucktank sowie die Reibungsverluste Hv durch das gesamte Flüssigkeitsströmungssystem gekennzeichnet. Der statische Anteil HA,0 ist unabhängig von der Fließgeschwindigkeit (und somit vom Förderstrom). Er enthält den geodätischen Höhenunterschied sowie die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckbehälter bzw. Ein- und Austrittspunkt des betrachteten Systems. Bei geschlossenen Kreisläufen (z.B. Heizungszirkulation) ist die statische Höhe immer Null. Der dynamische Anteil der Kennlinie beschreibt die Rohrleitungsverluste, die vom Förderstrom abhängen. Bei turbulenter Strömung von NEWTONschen Flüssigkeiten mit konstanten Verlustbeiwerten der Anlagenkomponenten ergibt sich die Kennlinie zu einer quadratischen Parabel. Wenn die statische Höhe und der Sollbetriebspunkt bekannt sind, kann man daraus die Anlagenkennlinien mit hinreichender Genauigkeit darstellen.

Betriebspunkt einer Kreiselpumpe

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Er gibt die Werte von Förderstrom und Förderhöhe an, die sich beim stationären Betrieb mit der zu der Förderhöhenkennlinie der Pumpe gehörigen Drehzahl n einstellen.” Unter dem gewünschten Betriebspunkt soll der Punkt der Anlagenkennlinie verstanden werden, für den entsprechend der Rohrleitungsberechnungen eine Pumpe gesucht ist. Ziel der Auswahl ist es (neben anderen Kriterien, wie z. B. maximaler Wirkungsgrad), die Abweichung zwischen dem gewünschten Betriebspunkt und dem (wirklichen) Betriebspunkt zu minimieren. Der Betriebspunkt der Anlage liegt immer im Schnittpunkt zwischen der Pumpen- und der augenblicklichen Anlagenkennlinie. Er wandert bei konstanter Drehzahl auf der Drosselkurve bei steigendem Rohrleitungswiderstand zu einem kleineren Volumenstrom. Der Betriebspunkt sollte in der Nähe des Wirkungsgradoptimums liegen.

Betriebspunkt einer Kreiselpumpe

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Er gibt die Werte von Förderstrom Q und Förderhöhe H an, die sich beim stationären Betrieb mit der zu der Förderhöhenkennlinie der Pumpe gehörigen Drehzahl n einstellen. Unter dem gewünschten Betriebspunkt soll der Punkt der Anlagenkennlinie verstanden werden, für den entsprechend der Rohrleitungsberechnungen eine Pumpe gesucht ist. Ziel der Auswahl ist es (neben anderen Kriterien, wie z. B. maximaler Wirkungsgrad), die Abweichung zwischen dem gewünschten Betriebspunkt und dem (wirklichen) Betriebspunkt zu minimieren. Der Betriebspunkt der Anlage liegt immer im Schnittpunkt zwischen der Pumpen- und der augenblicklichen Anlagenkennlinie. Er wandert bei konstanter Drehzahl auf der Drosselkurve bei steigendem Rohrleitungswiderstand zu einem kleineren Volumenstrom. Der Betriebspunkt sollte in der Nähe des Wirkungsgradoptimums liegen.