Untersuchungen über das Betriebsverhalten von Abwasserpumpen bei der Förderung von zweiphasigen Medien

Im Rahmen dieser Arbeit von Lars-Hendrik Kotsch und Karsten Krome wurde das Betriebsverhalten von einem offenen einschaufeligen Laufrad einer Abwasserpumpe bei der Förderung von Wasser/Luft-Gemischen untersucht. Dabei wurde der Einfluß des Spaltes Laufrad/Gehäusedeckscheibe variiert und durch Anbringung einer Deckscheibe an das Laufrad auch eliminiert.

Durch Variation des Luftanteils im Fördermedium Wasser wurden unabhängig von den Strömungskenngrößen auch das dynamische Verhalten der Pumpe und die hydraulischen Kräfte betrachtet.

   

Abwasserpumpen oder allgemein Kreiselpumpen dienen zur Förderung von Medien von einem niedrigeren auf ein höheres Energieniveau, wobei die mechanische Arbeitsenergie des Pumpenlaufrades durch Umlenkung der Strömung an seinen Schaufeln auf das Arbeitsmedium (Fördergut) übertragen wird.

Sie werden in der Hauptsache zur Flüssigkeitsförderung eingesetzt; in der Realität ist jedoch eine Mitförderung von ungelösten Gasen und Dämpfen, hervorgerufen z.B. durch unzureichende Abdichtung der Pumpenzulaufleitung oder chemische Prozesse (Zersetzung, Ausgasen), nicht ausgeschlossen.

Die erzielten Ergebnisse zeigen, daß zweiphasige Medien aufgrund ihrer variablen (kombinierten) Eigenschaften schwierig zu fördern sind und einen vielfältigen Einfluß auf die Pumpenkenngrößen haben.

Die betrachteten einschaufeligen Laufräder eignen sich nur zur Förderung geringer Gasanteile innerhalb der flüssigen Phase. Sollen mit einer solchen Pumpe Gemische mit geringen Gansanteilen gefördert werden, muß sichergestellt sein, daß sich keine Gasansammlungen innerhalb der saugseitigen Anlage bilden können, da sonst die Gefahr besteht, daß bei einem kurzzeitigen Überscheiten des kritischen Luftanteils die Strömung innerhalb der Pumpe abreißt. In diesem Fall muß die Anlage angehalten werden, um ein Entweichen der Luftblase aus der Pumpe zu ermöglichen.

Die in dieser Arbeit erzielten Ergebnisse und Erklärungen bestimmter Effekte sind als Anfang zu betrachten. Die Vielfalt der Daten und Einflüsse ließen die tiefergehende Betrachtung bestimmter Phänomene aufgrund zeitlich und thematisch begrenzten Rahmen nicht zu. Weiterführende Forschungen auf diesem Gebiet sind zum besseren Verständnis der Abläufe bei der Förderung von Zweistoffgemischen erforderlich.