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Kennlinie

Die Kennlinien von Kreiselpumpen stellen den Verlauf folgender Größen über dem Förderstrom (Q) dar: Förderhöhe (H) (siehe Drosselkurve), Leistungsbedarf (P), Pumpenwirkungsgrad (η) und erforderlicher NPSH-Wert. Die charakteristische Form der Kennlinie hängt primär von der Pumpenbauart wie Laufrad, Pumpengehäuse oder spezifische Drehzahl ab. Sekundäre Einflüsse wie Kavitation, Bautoleranz, Baugröße sowie physikalische Eigenschaften des Fördermediums wie Viskosität, Feststofftransport oder Stoffförderung sind dabei nicht berücksichtigt. Für den normalen Fahrbereich von Kreiselpumpen (n, Q und H sind positiv) genügt die Darstellung der Kennlinie im ersten Quadranten des QH-Koordinatenkreuzes.  siehe Abb. 1 bis 4 Kennlinie

Kennlinie: Kennlinieverläufe von Kreiselpumpen bei verschiedenen spezifischen Drehzahlen. Darstellung in Verhältnisgrößen Abb. 1 Kennlinie: Kennlinieverläufe von Kreiselpumpen bei verschiedenen spezifischen Drehzahlen. Darstellung in Verhältnisgrößen, bezogen auf den Bestpunkt (ns von links nach rechts zunehmend)

 

  Kennlinie: Radiale Kreiselpumpe, spezifische Drehzahl nS = 20 min–1 Abb. 2 Kennlinie: Radiale Kreiselpumpe, spezifische Drehzahl nS = 20 min–1 Kennlinie: Halbaxiale Kreiselpumpe, spezifische Drehzahl nS=80 min–1 Abb. 3 Kennlinie: Halbaxiale Kreiselpumpe, spezifische Drehzahl nS=80 min–1

Kennlinie: Axiale Kreiselpumpe, spezifische Drehzahl ns = 200 min–1 Abb. 4 Kennlinie: Axiale Kreiselpumpe, spezifische Drehzahl ns = 200 min–1

Mit zunehmender spezifischer Drehzahl wird die (negative) Steigung der QH-Kennlinie größer. Bei Kreiselpumpen mit geringer spezifischer Drehzahl (Langsamläufer) ist die Wirkungsgradkurve in ihrem Scheitel verhältnismäßig völlig; bei höherer spezifischer Drehzahl (siehe Schnellläufigkeit) schmäler. 

Die Kurve des Leistungsbedarfes hat bei Langsamläufern ihren geringsten Wert bei Förderstrom Null. Bei Schnellläufern hingegen ist der Leistungsbedarf beim Förderstrom Null am größten. 

Die Darstellung in einer Kennlinie kann: 

  • qualitativ den Verlauf der Kennlinie zeigen, siehe Abb. 1 Kennlinie
  • quantitativ den Verlauf der Kennlinie wirklich ausgeführter Kreiselpumpen mit unterschiedlichen spezifischen Drehzahlen wiedergeben. siehe Abb. 2 bis 4 Kennlinie

Die Form der Kennlinie kann bei gegebener spezifischer Drehzahl allerdings noch beeinflusst werden. Dies geschieht durch die geeignete Wahl der Druckzahl. Je höher diese bei gegebenen Förderdaten ist, desto kleiner der Laufraddurchmesser und flacher die Kennlinie H(Q) und steiler die Kennlinie P(Q). So ist es möglich, die Kennlinie der Pumpe auf spezielle Erfordernisse in der Anlage einzustellen.
siehe Abb. 5 Kennlinie
Kennlinie: Einfluss der Druckzahl ψ auf die Form der Kennlinie Abb. 5 Kennlinie: Einfluss der Druckzahl ψ auf die Form der Kennlinie


Für den normalen Fahrbereich von Kreiselpumpen genügt die Darstellung der Kurve im ersten Quadranten des QH-Koordinatenkreuzes. Die üblicherweise nicht befahrenen Betriebspunkte liegen in den restlichen drei Quadranten. Dazu zählen z. B. das Arbeiten im Turbinenbetrieb, das Verhalten bei Ausfall des Antriebes oder das Anfahren (Anlaufdrehmoment mit umgekehrter Drehrichtung). Die vollständige Charakteristik (4-Quadranten-Kennfeld) der Kreiselpumpen wird im Wesentlichen experimentell ermittelt und ist wieder von der Pumpenbauart abhängig. Ein Beispiel ist eine zweiströmige Kreiselpumpe mit ns = 35 min-1 nach STEPANOFF. siehe Abb. 6 Kennlinie
Kennlinie: vollständige Charakteristik einer zweiströmigen Kreiselpumpe mit ns =35 min-1 (nach STEPANOFF) Abb. 6 Kennlinie: vollständige Charakteristik einer zweiströmigen Kreiselpumpe mit ns =35 min-1 (nach STEPANOFF)


Die übersichtlichste Darstellung ergibt sich in einem Diagramm, in dem die Drehzahl als relative Drehzahl (n/nN) über dem Förderstrom als relativer Förderstrom (Q/Qopt) mit der Förderhöhe (H) und dem Drehmoment (T) der Kreiselpumpe als Parameter aufgetragen ist. Alle Größen sind wie auch die negativen Werte in Prozent ihrer Auslegewerte angegeben, um die Ergebnisse leichter auf ähnliche Pumpen übertragen zu können.

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