Zulaufdruck/Haltedruck

Die Haltedruckhöhe (HH bzw. NPSH > Net Positive Suction Head) ist pumpenspezifisch und wird üblicherweise von den Herstellern als Kurve im Kennliniendiagramm der Pumpe dargestellt. Allgemein erkennbar ist die starke Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl.

Bei unveränderter Bauform entspricht:
Hohe Drehzahl ->	Hohe Haltedruckhöhe
Niedrige Drehzahl ->	Niedrige Haltedruckhöhe
hohe Temperatur ->	Hohe Haltedruckhöhe

Um etwaige Unsicherheiten bei der Auslegung des Betriebspunktes zu berücksichtigen, sind diese Werte bei der Auswahl der Pumpe mit einem Sicherheitszuschlag von 0,5 m zu erhöhen.
Für die Haltedruckhöhe HH ist per Definition messtechnisch festgelegt, dass bei der Haltedruckhöhe eine Mindestkavitation zulässig ist, die:

Die Förderhöhe der Pumpe im Nennpunkt um 3 % reduziert

Keine die Funktion und Lebensdauer beeinträchtigende Werkstoffzerstörungen auftreten lässt.

Durch die zulässige Kavitation können immer noch Kavitationsgeräusche auftreten, die zum Teil als störend empfunden werden.

Je höher die Temperatur, desto größer die Gefahr der Kavitation.

Zur Beseitigung der Restkavitation ist es erforderlich, die errechnete Mindestzulaufhöhe mit einem Zuschlag von ca. + 1 bis + 5 m zu versehen. Dieser Zuschlag ist abhängig von der Drehzahl und vom Betriebspunkt der Pumpe.

1. Druck auf der Saugseite

2. Druckverlauf

3. Atmosphärendruck

4. Saugstutzen der Pumpe

5. Dampfdruck

6. Druckstutzen der Pumpe

7. Vakuum

8. NPSH

9. NPSHerf

Quelle: GRUNDFOS GmbH

Kavitationskorrosion

Durch eine sehr hohe Fließgeschwindigkeit mit gleichzeitiger Druckminderung, so z. B. in Rohrverengungen (nicht entgratetes Rohr, schlecht hergestellte Rohrabzweigungen), können Mikroblasen entstehen. Derartige Bedingungen gibt es auch am Pumpenlaufrad und in den Armaturen. Aber auch in den neuartigen Fittings von Steck- und Presssystemen findet man die Querschnittsverengungen.

Diese Mikroblasen aus Luft und Dampf, deren Bildung sich in nicht entlüftetem Wasser steigert, können aufgrund des Phänomens der Hohlraumbildung implodieren. Diese Kavitation führt zum Abtrag es Materials an diesen Stellen.

Quelle: Caleffi

Die Nettoenergiehöhe im Eintrittsquerschnitt der Pumpe gibt den NPSH-Wert an und berechnet sich aus der absoluten Energiehöhe abzüglich der Verdampfungsdruckhöhe. Dabei ist die Verdampfungsdruckhöhe mit dem Verdampfungsdruck zu berechnen, der zu der im Eintrittsquerschnitt der Pumpe vorhandenen Temperatur gehört.

pe Druck im Eintrittsquerschnitt der Anlage

pb Luftdruck

pD Dampfdruck des Fördermediums vor dem Eintrittsquerschnitt der Pumpe

r Dichte des Fördermediums vor dem Eintrittsquerschnitt der Pumpe

g Örtliche Fallbeschleunigung

ze geodätische Höhendifferenz zwischen Eintrittsquerschnitt der Anlage und Bezugsniveau; das negative Vorzeichen gilt, wenn das Bezugniveau oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt

Hv Verlusthöhe, resultierend aus den Druckverlust der saugseitigen Anlage

Bei der Kavitation - Hohlraumbildung - bilden sich in einer Flüssigkeit schlagartig örtliche Dampfblasen. Diese entstehen, wenn der statische Druck in der Flüssigkeit unter dem zur jeweiligen Temperatur gehörigen Dampfdruck sinkt. Steigt dann wieder der statische Druck über den Dampfdruck in Strömungsrichtung gesehen, kommt es zu einer schlagartigen Kondensation (Implosion) der Dampfblasen. Die Implosion führt zu Leistungsabfall (Förderhöhe), unruhigen Laufeigenschaften, Abfall des Wirkungsgrades, Geräuschen und Materialzerstörung (im Pumpeninneren).

Mikroskopisch kleine Explosionen verursachen durch Ausdehnung und Zusammenfall (Implosion) kleiner Luft-/Dampfbläschen in Bereichen höheren Drucks (z. B. im fortgeschrittenen Stadium am Laufradausgang) Druckschläge, die eine Beschädigung bzw. Zerstörung des umliegenden Materials hervotrofen. Anzeichen hierfür sind Geräusche in der Pumpe oder in der Rohrleitung.

Das entstehen der Kavitation in einer Kreiselpumpe ist der Zulaufdruck (NPSH-Wert > Net Positive Suction Head). Dieser gibt den Mindestdruck an der Saugseite der Pumpe an, den jede Pumpe je nach Bauform benötigt, um kavitationsfrei arbeiten zu können. Gemeint ist der Druck, der benötigt wird, um die Verdampfung der Flüssigkeit zu verhindern und im flüssigen Zustand zu halten.

Zur Vermeidung von Kavitation muss einer Kreiselpumpe die Förderflüssigkeit mit einer bestimmten Zulaufhöhe zugeführt werden. Die Größe dieser Mindestzulaufhöhe ist abhängig von Temperatur und Druck der Förderflüssigkeit.

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