Effizienzerhöhung von Fluidfördersystemen

Ein zentrales Anliegen von Pumpenforschern und -entwicklern ist die Bereitstellung energieeffizienter und zuverlässig funktionierender Pumpen Pumpen also mit hoher wirtschaftlicher Effizienz. Neben der optimierten Auslegung von Pumpen bereits in der Produktentwicklung ist hierbei die Echtzeit-Überwachung der Pumpe im laufenden Betrieb eine entscheidende Voraussetzung für solch einen wirtschaftlich effizienten Betrieb. Die heute in der industriellen Praxis zum Einsatz kommenden Methoden geben jedoch häufig nur unzureichend Aufschluss über den Betriebs-, Belastungs- und Verschleisszustand der Pumpe. In dieser Arbeit werden deshalb drei neue Massnahmen vorgestellt, die zur Erhöhung der Energieeffizienz und der Verfügbarkeit von Pumpen beitragen.
Eine wichtige Grösse zur Detektion von Leckagen und zur energieoptimalen Anpassung der Pumpendrehzahl ist der aktuell durch die Pumpe fliessende Volumenstrom. Aus Kostengründen wird dieser heute jedoch meist gar nicht erfasst. Deshalb wurde in dieser Arbeit die integrierte Volumenstromerfassung untersucht, welche die Messung desselben mit günstigen, innerhalb der Pumpe angebrachten Drucksensoren ermöglicht. Anhand experimenteller Untersuchungen wurde gezeigt, dass eine Volumenstrombestimmung mit einer Genauigkeit von ca. ± 1 % Messabweichung vom wahren Volumenstromwert auch für unterschiedliche Reynoldszahlen möglich ist. Somit ist nun die wissenschaftliche Grundlage für eine kostengünstige, integrierte Volumenstrombestimmung geschaffen.
Eine wichtige Belastungsgrösse für eine Pumpe ist Kavitation. Die Bestimmung der Kavitationsintensität ist in der industriellen Praxis bisher nicht möglich. In dieser Arbeit wurde deshalb auf die Kavitationsintensität in einer Pumpe über aussen am Gehäuse vorliegende Messsignale geschlossen. Zwar ist eine experimentelle Kalibrierung hierbei nur unter realer Kavitationseinwirkung möglich, dennoch kann das am Gehäuse gemessene akustische Kavitationsintensitätskennfeld zur Überwachung des