Die auf der Seite Pumpenkurve für ein Pumpenobjekt definierte Pumpenkennlinie eignet sich für den normalen Pumpenbetrieb (Durchfluss und Energiehöhe beide positiv), nicht jedoch für den Pumpenbetrieb außerhalb des Normalbereichs.
Während eines transienten Ereignisses können Turbinierung, Volumenstromumkehr, Drehrichtungsumkehr usw. auftreten. Alle Kombinationen aus positivem und negativem Durchfluss und Energiehöhe sollten berücksichtigt werden.
InfoWorks TS enthält acht integrierte Vierquadranten-Pumpenkennlinien, die das Pumpenverhalten während des normalen und des ungewöhnlichen Pumpenbetriebs beschreiben. Drei der Kurven wurden unter Verwendung von Daten aus Hollanders Experimenten an Kreiselpumpen erstellt, die in Wylie und Streeter (1983, 1993) tabellarisch dargestellt wurden. Fünf weitere wurden anhand von Daten von Thorley (1991) erstellt.
Für Turbinen ist derzeit nur ein Suter-Kurvenpaar verfügbar. Dieses basiert auf dem Vier-Quadranten-Diagramm für eine umkehrbare Pumpturbine in Engineering Monograph Nr. 39 (Bureau of Reclamation, 1977) und weist derzeit Werte für Leitschaufelöffnungen von 100 % bis 20 % auf.
Unten sehen Sie eine Beispielkurve. Kurven von h/(α2+v2) und β/(α2+v2) werden geplottet, wobei:
h = H/HR = Ist-Energiehöhe/Nennhöhe
v = Q/QR = Tatsächlicher Volumenstrom/Nennvolumenstrom
α = N/NR = Ist-Drehzahl/Nenndrehzahl
β = T/TR = Ist-Drehmoment/Nenndrehmoment
Die Kurven werden über einen Bereich von 0 bis 2π geplottet, wobei 89 Datenpunkte in Intervallen von π/44 im Bogenmaß verwendet werden.
Beispiel für Vier-Quadranten-Kurve
| Quadrant | Zone | Volumenstrom (v) | Geschwindigkeit (a) | Energiehöhe (h) | Drehmoment (w) | Definition |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I | A | + | + | + | + | Normales Pumpen |
| I | B | + | + | - | + | Energiedissipation |
| I | C | + | + | - | - | Turbine umkehren |
| II | D | + | - | - | - | Energiedissipation |
| II, III | E | ± | - | ± | - | Pumpen in umgekehrter Drehrichtung |
| III | F | - | - | + | - | Energiedissipation |
| III | G | - | - | + | + | Normale Turbine |
| IV | H | - | + | + | + | Energiedissipation |
Tabelle 1: Pumpenbetriebszonen und -quadranten
Die zu verwendende Pumpendatei wird anhand des Umfangs der spezifischen Drehzahl bestimmt. Die Datei, die mit der spezifischen Geschwindigkeit verknüpft ist, welche dem berechneten Geschwindigkeitswert am nächsten kommt, wird ausgewählt.
Die spezifische Geschwindigkeit wird wie folgt berechnet:
|
|
Dabei gilt: NR = Nenndrehzahl, U/min QR = Nennvolumenstrom, m3/s (gpm) HR = Nennenergiehöhe, m (ft) |
| Pumpendatei | Pumpenspezifische Drehzahl (SI-Einheiten) |
Pumpenspezifische Drehzahl (US-Einheiten) |
|---|---|---|
| 1 | 25 | 1270 |
| 2 | 147 | 7600 |
| 3 | 261 | 13500 |
| 4 | 72 | 3725 |
| 5 | 85 | 4409 |
| 6 | 101 | 5203 |
| 7 | 131 | 6792 |
| 8 | 169 | 8764 |
Tabelle2: Integrierte Vier-Quadranten-Dateien