In einem Kreiselpumpensystem ist die „Förderhöhe“ weit mehr als nur ein technischer Parameter – sie bestimmt direkt, ob die Pumpe Flüssigkeit an den Zielort fördern und den Rohrleitungswiderstand wirksam überwinden kann. Fehler bei der Förderhöhenberechnung können im besten Fall zu einer unzureichenden Durchflussrate und einem erhöhten Energieverbrauch und im schlimmsten Fall zu Kavitation, Motorüberlastung oder sogar Geräteschäden führen.
Unabhängig davon, ob Sie ein neues System entwerfen, eine alte Pumpe austauschen oder Betriebsstörungen beheben möchten, ist die Beherrschung genauer Methoden zur Förderhöhenberechnung der Schlüssel zu einem effizienten, stabilen und energiesparenden Betrieb. In diesem Artikel werden komplexe Prinzipien in klare Schritte zerlegt, sodass sie auch ohne fundierte Kenntnisse der Strömungsmechanik leicht zu verstehen sind.
Förderhöhe bezieht sich auf die gesamte mechanische Energie, die von einer Kreiselpumpe pro Gewichtseinheit einer Flüssigkeit bereitgestellt wird, mit Einheiten in Metern (m) oder Fuß (ft).
Hinweis: Förderhöhe ≠ Druck! Obwohl sie mit Formeln umgerechnet werden können, sind ihre physikalischen Bedeutungen unterschiedlich:
Der Kopf besteht aus vier Komponenten:
| Komponente | Beschreibung |
|---|---|
| Statischer Kopf | Vertikaler Höhenunterschied zwischen Saugflüssigkeitsspiegel und Auslassflüssigkeitsspiegel (Einheit: m) |
| Druckkopf | Äquivalente Flüssigkeitssäulenhöhe, die erforderlich ist, um den Druckunterschied zwischen der Saugseite und der Druckseite zu überwinden |
| Geschwindigkeitskopf | Kinetischer Energieterm, der durch die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids erzeugt wird (normalerweise klein, muss aber in bestimmten Fällen berücksichtigt werden) |
| Reibungskopf | Energieverlust durch Flüssigkeitsreibung in Rohren, Ventilen und Rohrbögen |
✅ Gesamtkopfformel: Htotal = Hstatisch + HDruck + HGeschwindigkeit + HReibung
Transport von Wasser mit Raumtemperatur von einem offenen Ansaugtank zu einem unter Druck stehenden Auslasstank unter den folgenden bekannten Bedingungen:
💡 Hinweis: Der Druck eines offenen Tanks ist Atmosphärendruck mit einem Manometerdruck von 0, sodass die Druckhöhe auf der Saugseite 0 beträgt.
Unter der Annahme, dass die Querschnittsfläche des Saugtanks viel größer ist als die des Rohrs, ist die Saugströmungsgeschwindigkeit ≈ 0, sodass nur die Geschwindigkeitshöhe auf der Auslassseite berechnet werden muss.
Rohrquerschnittsfläche:A = π(d/2)² = 3,1416 × (0,05)² ≈ 0,00785 m²
Strömungsgeschwindigkeit: v = Q/A = 0,0139 / 0,00785 ≈ 1,77 m/s
Geschwindigkeitshöhe:HGeschwindigkeit = v²/(2g) = (1,77)²/(2×9,81) ≈ 3,13 / 19,62 ≈ 0,16 m
⚠️ Hinweis: Wenn die Durchmesser der Saug- und Druckrohre unterschiedlich sind, sollte die Geschwindigkeitsdifferenz berechnet werden: (v₂² - v₁²)/(2g)
Unter Verwendung der Darcy-Weisbach-Formel:HReibung = f × (L/d) × (v²/(2g))
Ersetzen Sie die Daten:
HReibung = 0,02 × (100/0,1) × 0,16 = 0,02 × 1000 × 0,16 = 3,2 m
✅ Wichtiger Hinweis: Im Originaltext wurde das Ergebnis fälschlicherweise mit 32 m berechnet; der tatsächliche Wert sollte 3,2 m betragen. Dieser Fehler führt zu einer stark überdimensionierten Pumpenauswahl, was zu Verschwendung führt!
🔧 Tipp: Die 100 m Rohrlänge sollte die „äquivalente Länge“ von Ventilen und Bögen beinhalten (z. B. ein 90°-Bogen ≈ 3 m gerades Rohr).
Htotal = Hstatisch + HDruck + HGeschwindigkeit + HReibung = 15 + 20,4 + 0,16 + 3,2 = 38,76 m
📌 Technische Empfehlung: Planen Sie bei der Auswahl einer Pumpe eine Marge von 5–10 % ein. Es wird empfohlen, eine Kreiselpumpe mit einer Nennförderhöhe ≥ 40–42 m zu wählen.
| Werkzeug | Zweck |
|---|---|
| Stimmungsvolles Diagramm | Bestimmen Sie den Reibungsfaktor f anhand der Reynolds-Zahl und der Rohrwandrauheit genau |
| Passende äquivalente Längentabelle | Konvertieren Sie Bögen, Ventile usw. in gerade Rohrlängen zur Einbeziehung in die Hf-Berechnung |
| Online-Rechner | Wie zum Beispiel Engineering ToolBox, Pump-Flo, für eine schnelle Ergebnisüberprüfung |
| Vor-Ort-Manometermethode | Für bestehende Systeme kann die Förderhöhe mit der Formel zurückgerechnet werden: H = (Pd - Ps)/(ρg) + Δz + (vd² - vs²)/(2g) |
| Missverständnis | Richtiges Verständnis |
|---|---|
| ❌ „Kopf ist Druck“ | ✅ Kopf ist Energiehöhe (m), Druck ist Kraft (bar); Umrechnungsformel: H = P/(ρg) |
| ❌ Reibungsverluste ignorieren | ✅ In langen Rohrleitungen oder Rohren mit kleinem Durchmesser kann Hf mehr als 20 % der Gesamtförderhöhe ausmachen |
| ❌ Geschwindigkeitshöhe weglassen | ✅ Kann in Systemen mit kleinem Durchmesser und hoher Durchflussrate nicht ignoriert werden (insbesondere, wenn die Durchmesser der Saug-/Druckrohre unterschiedlich sind). |
| ❌ Verwendung des Abstands zwischen Pumpeneinlass und -auslass anstelle des Höhenunterschieds des Flüssigkeitsspiegels | ✅ Die statische Förderhöhe muss der vertikale Abstand zwischen den Flüssigkeitsspiegeln sein |
| ❌ Verwendung der Wasserdichte beim Transport von Ölprodukten | ✅ Bei nichtwässrigen Flüssigkeiten sollte die Berechnung entsprechend der tatsächlichen Dichte ρ und Viskosität ν korrigiert werden |
Die Berechnung der Förderhöhe einer Kreiselpumpe ist keine unüberwindbare Herausforderung – solange sie in vier Teile unterteilt wird: statische Förderhöhe, Druckförderhöhe, Geschwindigkeitsförderhöhe und Reibungsförderhöhe und die Parameter Schritt für Schritt ersetzt werden, können zuverlässige Ergebnisse erzielt werden. Als professionelle Marke im Bereich der industriellen FlüssigkeitsausrüstungTeffikosDie Produkte der Kreiselpumpenserie basieren auf einer strengen Strömungsmechanik, passen die Förderhöhenanforderungen in verschiedenen Szenarien genau an und zeichnen sich durch ein hohes Energieeffizienzverhältnis und eine stabile Haltbarkeit aus, sodass sie die Auswahl- und Implementierungsanforderungen nach der Förderhöhenberechnung perfekt erfüllen. Für weitere Einzelheiten zu den Kreiselpumpenprodukten von Teffiko, die für unterschiedliche Arbeitsbedingungen geeignet sind, oder um maßgeschneiderte Auswahllösungen zu erhalten, wenden Sie sich bitte anKontaktieren Sie uns!
