Einführung in offene Laufräder von Kreiselpumpen
Offene Laufräder werden in radialen Kreiselpumpen eingesetzt. Diese Art von Laufrad ist besonders geeignet für den Transport von Schlämmen und anderen Flüssigkeiten mit einem hohen Anteil an Schwebstoffen, wie z.B. Abwasser.
Radialfluss-Kreiselpumpe
Vorteile von offenen Laufrädern
Der größte Vorteil eines offenen Laufrads liegt in seiner geringen Neigung zur Verstopfung, da es keine engen Spalten gibt.
Nachteile gegenüber geschlossenen Laufrädern
Im Vergleich zu halb-offenen und geschlossenen Laufrädern sind offene Laufräder weniger effizient, da der Fluss nicht zwischen den Laufradschaufeln kanalisiert wird.
Die Laufradschaufeln müssen relativ dick sein, um Bruch oder Verformung während des Betriebs zu vermeiden, was zu einem reduzierten Fließweg und damit zu einer Effizienzverminderung führt.
Offene Laufräder haben keine Abdeckungen und sind daher strukturell weniger robust.
Zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse muss ein ausreichender Abstand eingehalten werden, um Schäden zu vermeiden. Der Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse stellt einen Leckagepfad von der Druck- zur Saugseite dar und führt zu einem Effizienzverlust.
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Funktionsweise von Laufrädern in Kreiselpumpen
Das untenstehende Video ist ein Auszug aus unserem Online-Videokurs zur Einführung in Kreiselpumpen.
Bernoullis Prinzip besagt, dass bei einer Änderung der Querschnittsfläche eines gleichmäßigen Flusses der Druck und die Geschwindigkeit entsprechend variieren.
Beispiel 1
Wenn der Rohrdurchmesser zunimmt, steigt der Druck, aber die Geschwindigkeit nimmt ab.
Beispiel 2
Wenn der Rohrdurchmesser abnimmt, sinkt der Druck, aber die Geschwindigkeit nimmt zu.
Laufräder werden basierend auf Bernoullis Prinzip und den Beziehungen zwischen Querschnittsfläche, Druck und Geschwindigkeit entworfen.
Der Fluss durch die Laufradschaufeln ist radial. Das Laufrad erzeugt einen Unterdruck am Laufradauge (Mitte des Laufrads), der Flüssigkeit in das Laufrad zieht. Die Flüssigkeit wird radial nach außen beschleunigt, aufgrund der vom Laufrad auf sie ausgeübten Zentrifugalkraft. Während die Flüssigkeit durch die Schaufeln fließt, vergrößert sich der Fließweg und es kommt zu einer Geschwindigkeitsabnahme und einem Druckanstieg.
Halboffenes Laufrad
Beachten Sie auf dem obigen Bild, dass der Abstand zwischen den Kanälen (Bereich zwischen den Schaufeln) allmählich zunimmt, während sich die Schaufeln zur äußeren Peripherie erstrecken. Diese allmähliche Vergrößerung der Fläche führt zu einer allmählichen Geschwindigkeitsabnahme und einem Druckanstieg. Der Zweck eines Spiralgehäuses und eines Diffusors besteht darin, diese Geschwindigkeits- zu Druckänderung fortzusetzen, um den Druck so weit wie möglich zu maximieren und die Geschwindigkeit zu reduzieren.
Laufrad umgeben von Spiralgehäuse
Zusätzliche Ressourcen
https://pumpbiz.com/blog/cat/pump-mentenance/post/right-centrifugal-pump-impeller-three-type/
https://www.rotechpumps.com/impeller-the-soul-of-the-centrifugal-pump