Axialpumpen und Mischpumpen: Eigenschaften, Anwendungen und Auswahlvergleich

• Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von Axialpumpen

Axialpumpen eignen sich für Anwendungen, die extrem hohe Durchflussraten und niedrige Förderhöhen erfordern. Zu den gängigen Anwendungen gehören:

Landwirtschaftliche Bewässerung: Wasser aus Flüssen oder Stauseen schöpfen und über offene Kanäle zu landwirtschaftlichen Flächen transportieren, um eine Wasserversorgung über weite -Distanzen bei geringer Fallhöhe zu erreichen.

• Entwässerung und Hochwasserschutz:Wird für die Entwässerung von Baugruben, Tunneln und Keller- oder Flussentwässerungen verwendet und entfernt angesammeltes Wasser schnell mit hohen Durchflussraten.
• Wassertransfer im großen-Maßstab:Erzielen einer hohen -Durchflussrate-Wasserübertragung in offenen Kanal- oder Pipelineprojekten mit minimalen Fallhöhenschwankungen.
• Pumpspeicherung:Wird in Pumpspeicherkraftwerken zur Gewässerregulierung zwischen oberen und unteren Reservoirs verwendet, wenn ein Wassertransfer mit hoher -Durchflussrate- erforderlich ist.
• Abwasserbehandlung:Transport von Abwasser oder Abwasser im Niederdruckbereich (z. B. Sammelbrunnen) von Kläranlagen.
• Aquakultur:Wird zur Wasserzirkulation in großen Fischteichen oder Garnelenteichen verwendet.

Kurz gesagt, Axialpumpen sind ideal für alle Anwendungen, bei denen große Durchflussraten relativ sauberen Wassers bei extrem geringer Förderhöhe gefördert werden müssen. Allerdings eignen sich Axialpumpen weniger für Systeme, die eine höhere Förderhöhe erfordern.

• Was ist eine Mixed-Flow-Pumpe?

Eine Mixed-Flow-Pumpe vereint die Eigenschaften von Axial--Flow- und Radial--Flow-Pumpen. Es verwendet ein diagonales (oder schräges) Laufrad, wodurch die Flüssigkeit teilweise axial und teilweise radial strömt. Im tatsächlichen Betrieb tritt die Flüssigkeit in das Laufrad ein und strömt schräg zur Pumpenwelle aus, wird vom Pumpengehäuse (normalerweise ein Spiralgehäuse oder Leitschaufeln) gesammelt und dann zum Auslass geleitet. Somit kombiniert eine Mischströmungspumpe die hohe Förderleistung einer Axialströmungspumpe mit der relativ hohen Förderhöhe einer Radialströmungspumpe.

Die Leistung einer Mixed-Flow-Pumpe liegt zwischen der einer reinen Radial--Flow-Pumpe und einer reinen Axial--Flow-Pumpe. Laut KSB deckt eine Mischströmungspumpe „den Übergangsbereich zwischen Radial- und Axialströmungspumpen ab.“ Mit anderen Worten handelt es sich bei einer Mischströmungspumpe im Wesentlichen um eine Art Kreiselpumpe (oft als Mischströmungskreiselpumpe bezeichnet), deren Laufrad der Flüssigkeit sowohl einen radialen als auch einen axialen Impuls verleiht. Ein typisches Mischströmungslaufrad (auch Schrägströmungslaufrad oder Spirallaufrad genannt) verwendet gekrümmte Schaufeln, um dem Fluid eine bestimmte Radialgeschwindigkeit zu verleihen. Wenn sich das Laufrad dreht, erzeugt es sowohl einen Rückwärts- als auch einen Außenschub, wodurch ein gutes Gleichgewicht zwischen Fördermenge und Förderhöhe erreicht wird.

• Fließeigenschaften der Mischpumpe-

Mixed-Flow-Pumpen sind für Anwendungen mit mittlerer-Förderhöhe und mittlerem-Durchfluss konzipiert. Die Flüssigkeit im Inneren erreicht gleichzeitig radiale und axiale Geschwindigkeiten, was zu einem Leistungskompromiss zwischen Axial--- und Radial---Pumpen führt: Sie kann wie eine Axial---Pumpen große Durchflussraten (Tausende m³/h) liefern, während sie wie eine Radial-{7}}-Pumpe auch höheren Drücken (mehrere zehn Meter Förderhöhe) standhält.

Kopf:Mischströmungspumpen haben in der Regel eine einstufige Förderhöhe von 10 bis 50 m und übertreffen damit den Förderhöhenbereich von Axialpumpen bei weitem. Sie eignen sich daher zum Pumpen von Wasser in Hochbehälter oder zur Überwindung mäßiger Förderhöhenunterschiede.

Durchflussmenge:Etwas niedriger als Axialpumpen gleicher Größe, aber immer noch mit hoher Durchflussrate (Tausende m³/h), die im Allgemeinen zwischen Radial- und Axialpumpen liegen.

Effizienz:Mixed-Flow-Pumpen weisen in der Regel innerhalb ihres Betriebsbereichs einen hohen Wirkungsgrad auf. Durch optimierte Strömungskanäle mit Leitschaufeln, Diffusoren und anderen Strukturmerkmalen ist die Umwandlung von kinetischer Energie in Druckenergie effizienter – Mischströmungspumpen sind im Allgemeinen bei Anwendungen mit mittlerer Förderhöhe hocheffizient.

Stabilität:Die Leistungskurve einer Mischströmungspumpe ist im Allgemeinen flacher und stabiler als die einer Axialströmungspumpe. Wenn sich die Förderhöhe ändert, ändert sich die Fördermenge einer Mischströmungspumpe relativ gleichmäßig, während die Fördermenge einer Axialströmungspumpe mit zunehmender Förderhöhe stark abnimmt.

Strukturell nutzen Mischströmungspumpen oft ein Spiralgehäuse oder Leitschaufeln, um schräg austretendes Wasser aufzufangen. Viele Modelle verwenden ein halboffenes Laufrad, um Bedingungen mit abrasiven Medien zu bewältigen (was im Vergleich zu einem vollständig offenen Laufrad Vorteile beim Durchgang fester Partikel bietet). Gemischt-Pumpen können als ein-stufige Strukturen zur Erfüllung mittlerer-Förderhöhen oder als mehr-stufige Strukturen zur Erzielung höherer Förderhöhen konzipiert werden.

• Anwendungen und Verwendungszwecke von Misch-Pumpen

Mixed-Flow-Pumpen eignen sich für Anwendungen, die hohe Durchflussraten und mittlere Förderhöhen erfordern. Typische Anwendungen sind:

• Industrielle Kühlung:Zirkulierendes Kühlwasser in Kraftwerken oder Chemieanlagen, bei denen bestimmte Systemwiderstände überwunden werden müssen.
• Prozessindustrien:Wird in Papierfabriken, Ölraffinerien oder Produktionsanlagen zum Transport von Prozesswasser oder anderen Flüssigkeiten unter Bedingungen mittlerer Druckhöhe verwendet.
• Landwirtschaftliche Bewässerung:Geeignet für die Bewässerung von abschüssigem Gelände oder für Szenarien, bei denen Wasser auf eine bestimmte Höhe gepumpt werden muss, z. B. das Heben von Wasser aus Flüssen in erhöhte Kanäle.
• Entwässerung und Abwasserentsorgung:Wird verwendet, um Abwasser zu Kläranlagen zu leiten oder Regenwasser bei hohen Durchflussraten und niedrigen bis mittleren Förderhöhen abzuleiten. Viele Abwasserpumpstationen verwenden Mischströmungspumpen (vertikale Turbinenpumpen), um Abwasser anzuheben.
• Meeres- und Offshore-Technik:Wird für Ballast-, Kühl- oder Feuerlöschwassersysteme auf Schiffen oder Plattformen verwendet, die ein kompaktes Pumpendesign und eine mittlere Förderhöhe erfordern.
• Regenwassermanagement:Wird verwendet, um abfließendes Abwasser in die Kanalisation oder in Lagertanks zu befördern und so die Wirkung der Schwerkraft zu überwinden.

Mixed-Flow-Pumpen können als die ideale Wahl für den „Mittelweg“ angesehen werden – wenn Axial--Flow-Pumpen nicht über eine unzureichende Förderhöhe verfügen und Radial--High-{2}Head-Pumpen wie ein Overkill erscheinen, sind Mixed-{4}}Pumpen oft die erste Wahl.

• Hauptunterschiede zwischen Axialpumpen und Mischpumpen

1. Fließrichtung und Austragsart

• Axialpumpe: Flüssigkeit wird in einer geraden Linie entlang der Pumpenwelle abgegeben. Sowohl die Einlass- als auch die Auslassrichtung verlaufen kollinear mit der Pumpenwelle, und der Auslass ist normalerweise mittig zum Einlass ausgerichtet.
• Mixed-Flow-Pumpe: Flüssigkeit wird in einem bestimmten Winkel abgegeben. Das Laufrad verleiht der Flüssigkeit sowohl eine Rückwärts- als auch eine Auswärtsgeschwindigkeit, und der Strömungskanal ist konisch. Daher ist der Auslass normalerweise versetzt, oder es ist ein Spiral-/Spiralströmungskanal erforderlich, um die Schrägströmung aufzufangen.

Dies bedeutet, dass die Rohrleitungsanordnung unterschiedlich ist: Axialpumpen verwenden oft gerade Rohre oder lineare Rohrleitungen; Während Mischströmungspumpen normalerweise einen schrägen Auslass oder eine Spiralstruktur haben. Bei vertikalen Installationen können Axialpumpen Wasser vertikal nach oben oder horizontal fördern, während vertikale Mischströmungspumpen Wasser in einem bestimmten Winkel nach oben fördern.

2. Vergleich von Förderhöhe und Fördermenge

• Axialpumpe: Liefert extrem hohe Durchflussraten bei geringer Förderhöhe. Es können sehr große Fördermengen (z. B. 10.000 bis 40.000 m³/h) bereitgestellt werden, die Förderhöhe beträgt jedoch nur wenige Meter. Wenn das System eine mittlere Förderhöhe erfordert (z. B. 10 bis 15 m), kann es bei Axialpumpen zu einem Abwürgen oder einem plötzlichen Abfall der Durchflussrate kommen.
• Mixed-Flow-Pumpen: Sie liefern große Durchflussraten bei mittleren Förderhöhen. Sie können eine hohe Durchflussrate aufrechterhalten und gleichzeitig eine Förderhöhe von mehreren zehn Metern erreichen. Auswahlerfahrung: Wenn der erforderliche Kopf vorhanden ist<5 to 10 m and the flow rate is extremely high, choose an axial flow pump; if the required head is high (10 to 50 m) and a high flow rate is still needed, choose a mixed-flow pump. Axial flow pumps have a steep performance curve – the flow rate decreases rapidly as the head increases; mixed-flow pumps have a relatively flat curve and are more adaptable.

Beispielsweise könnte eine Axialpumpe bei einer Förderhöhe von 5 m 20.000 m³/h fördern, die Fördermenge geht jedoch gegen Null, wenn die Förderhöhe auf 15 bis 20 m ansteigt; während eine vergleichbare Mischströmungspumpe bei einer Förderhöhe von 20 m immer noch 15.000 m³/h fördern könnte. Daher decken Mischströmungspumpen den Betriebsbereich ab, in dem Axialströmungspumpen weniger effektiv sind.

3. Design und Struktur des Laufrads

• Axialfluss-Laufrad: Ähnelt im Aussehen einem großen Propeller oder Ventilator und verwendet breite, flache Flügel, die entlang der Pumpenwelle angeordnet sind. Typischerweise hat es weniger Schaufeln und eine offene Struktur (ohne Abdeckplatte), wodurch der Wasserfluss direkt nach hinten gedrückt wird. Die meisten Axiallaufräder sind ohne Abdeckplatte, einige wenige sind mit einer einfachen Abdeckplatte oder einem Seitenring ausgestattet.
• Mixed-Flow-Laufrad: Verwendet mehrere gekrümmte und abgewinkelte Schaufeln, die so gedreht sind, dass die Flüssigkeit gleichzeitig seitlich und nach hinten (dh schräg) ausgestoßen werden kann. Mixed-Flow-Laufräder haben normalerweise eine teilweise Abdeckplatte oder einen Ring, um den schrägen Wasserfluss aufzunehmen; ihre Form wird manchmal als helikale oder schräge Strömung bezeichnet.

Strukturell verfügen Mischströmungspumpen in der Regel über ein robusteres Gehäuse (Spirale oder Leitschaufeln), um das schräg austretende Wasser zu leiten, und verfügen häufig über Leitschaufeln oder Diffusoren, um kinetische Energie effizient in Druckenergie umzuwandeln. Axial-Pumpen hingegen verwenden ein einfacheres, gerades-Gehäuse.

4. Effizienz und Leistung

• Axial-Pumpen: Unter Auslegungsbedingungen äußerst effizient (hohe Durchflussrate, niedrige Förderhöhe). Aufgrund des geraden Strömungswegs ist der Energieverlust unter diesen Bedingungen minimal. Ihr hoher -Effizienzbereich ist jedoch relativ eng; Wenn man gezwungen ist, mit höheren Förderhöhen zu arbeiten, sinkt die Effizienz stark.
• Pumpen mit gemischter-Strömung: Behalten Sie einen guten Wirkungsgrad über einen größeren Durchfluss-/Förderhöhenbereich bei. Mixed-Flow-Pumpen verwenden in der Regel strömungsoptimierte Designs (z. B. Ummantelungen und Leitschaufeln), um einen hohen Wirkungsgrad im mittleren Förderhöhenbereich aufrechtzuerhalten. Im tatsächlichen Betrieb verbraucht eine Mischströmungspumpe, die bei einer mittleren Förderhöhe arbeitet, möglicherweise weniger Energie als eine Axialströmungspumpe, die eine ähnliche Aufgabe bei einer etwas höheren Förderhöhe ausführt.

Kurz gesagt, Axialpumpen zeichnen sich durch rein hohe Durchflussraten (geringste Förderhöhe) aus. während Mixed-Flow-Pumpen hinsichtlich der Gesamtleistung sowohl hinsichtlich der Durchflussrate als auch der Förderhöhe überlegen sind. Wie KSB angibt, haben Mischströmungspumpen im Bereich mittlerer Förderhöhe und mittlerem Durchfluss relativ flache Strömungskurven, während Axialpumpen im Bereich niedriger Förderhöhe und maximalem Durchfluss steile Kurven aufweisen. Wenn daher nur die Durchflussrate von Bedeutung ist, bieten Axialpumpen erhebliche Energieeinsparungen; Wenn eine bestimmte Förderhöhe erforderlich ist, nutzen Mixed-Flow-Pumpen die Energie effizienter.

5. Leistungsvergleich: Mixed-Flow-Pumpen vs. Axial-Flow-Pumpen

Bei der praktischen Auswahl kommt es auf die Bestimmung des Betriebspunktes (Fördermenge Q und Förderhöhe H) an:

• Leistung der Axialpumpe: Erzielt hervorragende Durchflussraten bei extrem niedrigen Förderhöhen. Beispielsweise kann eine Axialpumpe bei einer Förderhöhe von 5 m eine Fördermenge von 10.000 m³/h erreichen, jenseits von 5 bis 10 m nimmt die Fördermenge jedoch schnell ab, was zu einer sehr steilen Leistungskurve führt.
• Leistung der Mixed-Flow-Pumpe: Erzielt hohe Durchflussraten bei mittleren Förderhöhen. Eine Mischstrompumpe kann bei einer Förderhöhe von 15 bis 25 m einen Förderstrom von 8.000 bis 15.000 m³/h erreichen, wobei erst bei einer Förderhöhe von 40 bis 50 m ein deutlicher Leistungsabfall zu verzeichnen ist und sich eine relativ flache Leistungskurve ergibt.
• Kurz gesagt: Axial-Pumpen sind bei niedrigen Förderhöhen und hohen Durchflussraten effizienter; Mischpumpen-leistungsfähiger, wenn eine bestimmte Förderhöhe (mehrere zehn Meter) erforderlich ist.

6. Strukturvergleich: Misch-Pumpen vs. Axial-Pumpen

• Die Unterschiede zwischen den beiden lassen sich anhand ihrer tatsächlichen Pumpenstrukturen erkennen:
• Axial-Pumpen: Typischerweise werden offene oder halboffene Laufräder mit großem-Durchmesser verwendet. Viele vertikale Axialpumpen verwenden Tauchsäulen und einfache Propellerlaufräder mit einer einfachen Gehäusestruktur und weniger internen Komponenten.
• Mixed-Flow-Pumpen: Kompakter im Aufbau, mit einer größeren Anzahl schräg angeordneter Laufradschaufeln. Das Gehäuse umfasst normalerweise eine Spirale oder Leitschaufeln.

Was die Wartung angeht, haben Axialpumpen einen einfachen Innenaufbau und weniger Teile, aber das offene Laufrad kann aufgrund von Schmutzansammlungen verstopfen; Mischströmungspumpen bestehen aus mehr Teilen (z. B. Leitschaufeln und mehrstufigen Strukturen), sind jedoch normalerweise mit verschleißfesten Ringen oder Buchsen ausgestattet, die eine gewisse Toleranz gegenüber Feststoffpartikeln in der Flüssigkeit aufweisen.

• Wie wählt man die richtige Pumpe aus: Axialpumpe oder Mischpumpe?

Bitte folgen Sie diesen Schritten zur Auswahl:

1. Definieren Sie die Betriebsbedingungen: Bestimmen Sie die erforderliche Fördermenge (Q) und Förderhöhe (H) am Betriebspunkt.
2. Leistungskurven vergleichen: Wenn der Betriebspunkt eine geringe Förderhöhe erfordert (z.<5 to 10 m) and a very high flow rate, an axial flow pump is usually the ideal choice; if a higher head (e.g., 10 to 50 m) is required and the flow rate is still relatively high, a mixed flow pump is more suitable.
3. Berücksichtigen Sie die Installationsbedingungen: Axialpumpen erfordern normalerweise gerade Rohrabschnitte und können vertikal installiert werden. Bei Mixed-Flow-Pumpen muss auf die Saugbedingungen geachtet werden.
4. Bewerten Sie die Medieneigenschaften: Wenn die Flüssigkeit einige Feststoffpartikel enthält, ist eine Mischströmungspumpe (insbesondere mit einem halboffenen Laufrad) vorteilhafter.
5. Balance zwischen Effizienz und Kosten: Vergleichen Sie den erwarteten Energieverbrauch mit den Anschaffungskosten. Axialpumpen haben im Allgemeinen geringere Kosten pro Durchflusseinheit. Wenn jedoch eine höhere Förderhöhe erforderlich ist, kann eine Mischströmungspumpe energieeffizienter sein.

Wenn eine Pumpe beispielsweise 12.000 m³/h bei einer Förderhöhe von 5 m fördern muss, ist eine Axialpumpe die effizienteste Wahl; Wenn eine Pumpe 12.000 m³/h bei einer Förderhöhe von 20 m fördern muss, ist eine Mixed-Flow-Pumpe besser; Wenn die Förderhöhe etwa 50 bis 60 m übersteigt, sollte eine Radialpumpe oder eine mehrstufige Pumpe in Betracht gezogen werden.

Das Verständnis der Auswahlprinzipien für Axialpumpen und Mischpumpen hängt von der Anpassung der Durchflussmenge und Förderhöhenanforderungen an die tatsächlichen Betriebsbedingungen ab. Axialpumpen können bei niedrigen Förderhöhen extrem hohe Fördermengen liefern; Mixed-Flow-Pumpen hingegen erreichen hohe Fördermengen bei größeren Förderhöhen. Durch den Vergleich von Strömungsrichtung, Leistungskurven und Laufradaufbau können Sie die am besten geeignete Pumpe für Ihre spezifische Anwendung auswählen.