De relatie tussen de inlaat-/uitlaatdruk van een pomp en de opvoerhoogte.

Kernformule (de meest cruciale)

Opvoerhoogte (H) = (Uitlaatdruk pomp - Inlaatdruk pomp) / (Vloeistofdichtheid × Zwaartekrachtversnelling)

Weergegeven met symbolen:

H = (P2 - P2) / (ρ × g)

Waar:

H: De opvoerhoogte van de pomp, gemeten in meters (m).

P₂: De absolute druk bij de uitlaatflens van de pomp, doorgaans in Pascal (Pa).

P₁: De absolute druk bij de inlaatflens van de pomp, doorgaans in Pascal (Pa).

ρ: De dichtheid van de verpompte vloeistof, in kilogram per kubieke meter (kg/m³). Voor water bij kamertemperatuur is ρ ≈ 1000 kg/m³.

g: De zwaartekrachtversnelling, ongeveer 9,81 m/s².

Uitleg van de belangrijkste concepten

Wat is een hoofd?

Niet alleen de hoogte: Opvoerhoogte is niet simpelweg de fysieke hefhoogte. Het is een energieconcept dat de totale mechanische energie vertegenwoordigt die door de pomp aan een eenheidsgewicht vloeistof wordt overgedragen. De eenheid is meters (m), wat kan worden opgevat als de theoretische hoogte waartoe de pomp de vloeistof kan optillen.

Onafhankelijk van het medium: De opvoerhoogte (H) is een prestatieparameter van de pomp zelf. Dezelfde pomp genereert bij hetzelfde toerental dezelfde opvoerhoogte (H), ongeacht of er water, olie of een andere vloeistof wordt verpompt. Het stroomverbruik en de resulterende druk zullen echter verschillen.

Wat is druk?

Druk is kracht per oppervlakte-eenheid. De overdruk aan de uitlaat van de pomp geeft intuïtief de grootte van de stuwkracht weer.

Nauw verwant aan het medium: Volgens de formule P = ρ × g × H is de druk (P) die door de pomp wordt gegenereerd rechtstreeks afhankelijk van de dichtheid (ρ) van de vloeistof. Het verpompen van een dichtere vloeistof (zoals olie) zal een hogere druk opleveren bij dezelfde opvoerhoogte.

Kernverschil en verbinding

De opvoerhoogte is de oorzaak, de druk is het gevolg. De eigenschappen van de pomp bepalen de opvoerhoogte die deze kan leveren. Deze opvoerhoogte, die inwerkt op een vloeistof met een specifieke dichtheid, manifesteert zich uiteindelijk als het drukverschil tussen inlaat en uitlaat.

Beschouw de opvoerhoogte als het vermogen van de pomp en de druk als het effect dat ontstaat wanneer dat vermogen op een specifiek object (een bepaalde vloeistof) inwerkt.

Toepassingsvoorbeeld (met water, vereenvoudigd met ρ ≈ 1000 kg/m³, g ≈ 10 m/s²)

Stel dat een pomp een opvoerhoogte van 100 meter heeft.

Bereken het drukverschil dat hierdoor ontstaat:

ΔP = ρ × g × H = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 100 m = 1.000.000 Pa = 1 MPa ≈ 10 bar

Dit betekent dat als de inlaatdruk atmosferisch is (0 bar overdruk), de uitlaatdruk ongeveer 10 bar zal zijn.

Kostenraming ter plaatse:

Als u ter plaatse meet dat de manometer aan de pompuitzijde 0,8 MPa (8 bar) aangeeft en de manometer aan de inlaat 0,1 MPa (1 bar).

Het drukverschil ΔP = 0,8 - 0,1 = 0,7 MPa = 700.000 Pa.

Bereken de valhoogte: H = ΔP / (ρ × g) = 700.000 / (1000 × 10) = 70 meter.

Die 70 meter is de effectieve opvoerhoogte die de pomp onder de huidige bedrijfsomstandigheden levert.

Belangrijke opmerkingen

Voor de berekening moet de absolute druk worden gebruikt: De P₁ en P₂ in de formule zijn in theorie absolute drukken. In de praktijk, wanneer zowel de inlaat- als de uitlaatdruk worden gemeten met manometers die dezelfde referentie gebruiken (meestal de lokale atmosferische druk), levert het gebruik van het verschil in manometerdruk echter een volkomen correct resultaat op. Dat wil zeggen: H = (Uitlaatmanometerdruk - Inlaatmanometerdruk) / (ρ × g).

De inlaatdruk moet de NPSH-vereiste overschrijden: Als de inlaatdruk (P₁) te laag is, zal de vloeistof in de pomp verdampen, wat cavitatie veroorzaakt en de pomp ernstig beschadigt. De vereiste netto positieve zuighoogte (NPSHr) op de pompkarakteristiek is de belangrijkste parameter om ervoor te zorgen dat P₁ voldoende hoog is.

Systeemweerstand bepaalt het werkingspunt: De werkelijke uitlaatdruk van de pomp in een leidingsysteem wordt bepaald door het snijpunt van de opvoerhoogte-debietcurve van de pomp en de weerstandscurve van het leidingsysteem. De pomp past zijn output aan totdat de opvoerhoogte exact gelijk is aan de weerstand die het systeem bij dat debiet vereist (inclusief hoogteverschil, leidingwrijving, klepweerstand, enz.).