Pumpkurvan
Pumpkurvan beskriver pumpens kapacitet avseende flöde (Q) i förhållande till tryck eller uppfordringshöjd (H). Pumpkurvan kallas ibland därför även QH kurvan. Granskar man pumpkurvan i detalj kan man finna intressanta uppgifter om pumpen, exempelvis verkningsgrad och effektförbrukning vid respektive driftfall och nedan beskriver vi hur man läser en pumpkurva.
För att känna till var på pumpkurvan pumpen arbetar måste man känna till driftspunkten. Driftspunkten kallas den punkt där systemkurvan skär pumpkurvan, denna skärningspunkt avgör helt enkelt hur mycket flöde pumpen kommer att leverera vid det mottryck som systemet ger upphov till vid det aktuella flödet. Systemkurvan styr alltså var på pumpkurvan som pumpen kommer att arbeta.
Pumpkurvan som (skall) levereras med varje pump är den enskilt viktigaste informationskällan för hur vår pump fungerar. Den talar också om för oss i vilken kondition den är i. pumpkurvan är också styrande för vad som gäller avseende hydrauliska förutsättningar vi måste ta hänsyn till för att pumpen skall leverera enligt våra krav.
Bilden nedan visar en pumpkurva med all den information vi skall förvänta oss från vår pumpleverantör. Exemplet visar en pump som sitter i ett system där systemförutsättningarna är kända, dessa har räknats fram med PIPE-FLO Professional >>> som är ett dimensioneringsverktyg för pumpsystem som även kan användas för simulering. Pumpen har ett pumphjul med en diameter på 201mm. Varvtalet är 2460 rpm och pumpen, som är varvtalsstyrd, ger ett flöde på 100m³/h och levererar en uppfordringshöjd vid detta flöde på 34,4 meter. Detta är alltså pumpens driftspunkt, som markerats med den lilla vinkeln man ser på pumpkurvan.
Relationen Uppfordringshöjd och Flöde
Pumpens uppfordringshöjd eller tryckuppsättning kan avläsas på y-axeln, alltså den vertikala vektorn i pumpdiagrammet. Pumpkurvorna som börjar vid denna axel och sedan viker nedåt åt höger visar pumpkurvorna för olika pumphjulsdiameter. Observera att detta är pumphjul för en och samma pump, när vi efterfrågar pumpkurvan hos en leverantör räcker det inte att vi specificerar pumptypen, vi måste också specificera den pumphjulsdiameter som sitter i just vår pump. I de flesta fall vet pumpleverantören vilken pumphjulsdiameter som är levererad om vi kan informera om serienummer på pumpen men detta kan för äldre pumpar vara utbytt eller modifierat vilket vi i så fall måste ta reda på och ta hänsyn till.
På x-axeln kan vi avläsa flödet som pumpen ger vid olika motstånd (mottryck från systemet) i vårt fall med pumphjulet 201mm och varvtalet 2460rpm är flödet 100m³/h. Om vi istället hade haft ett pumphjul med diameter 195mm och samma varvtal så kan ni se att den lyfter lite drygt 32m vid 100m³/h. Samma pump fast med pumphjulsdiameter 195mm hade alltså varit för liten för att klara kraven i vårt system.
Pumpens verkningsgrad
De gröna linjerna (musseldiagram) visar pumpens verkningsgrad vid olika driftspunkter. I vårt fall har pumpen en verkningsgrad η=71% men lite till vänster om driftpunkten står 71,4 vid en liten grön streck. Detta är pumpens bästa verkningsgrad (med pumphjulet 201mm) som kallas BEP (Best Efficiency Point). Pumpens BEP är där vi helst vill att pumpen skall arbeta. I pumpens BEP drar den minsta möjliga energi i förhållande till största möjliga flöde, vid alla andra driftpunkter kommer detta förhållande vara sämre än 71,4%. BEP är också den driftspunkt där pumpen mår allra bäst. Där uppstår de lägsta hydrauliska förlusterna och laster på pumpens lager och tätningar. Värt att notera är att pumpens verkningsgrad är något högre om man utrustar den med det större pumphjulet på 214mm.
NPSH och kavitation
Pumpkurvan visar även pumpens erforderliga NPSHr. Detta skall jämföras med det tillgängliga NPSHa som beräknas för systemet där pumpen skall arbeta. NPSHa måste alltid vara större än NPSHr annars kommer pumpen kavitera. Kavitation kommer från engelskans cavity som betyder hålrum. Kavitation uppstår när trycket före eller i pumpen sjunker under vätskans ångbildningstryck. Händer det så ändrar vätskan fas och bildar gasbubblor, alltså hålrum. När trycket stiger i eller på väg genom pumpen kollapsar (imploderar) bubblorna och kraften i implosionen skadar materialet i pumpen. Dessutom tar gasbubblorna större plats i flödesvägen vilket innebär att en kaviterande pump inte bara riskerar att skadas, man tappar också flöde.
Effektförbrukning
Pumpens effektförbrukning vid olika driftpunkter kan också utläsas eller räknas fram från pumpkurvan. I pumpkurvan i vårt exempel ser vi att driveffekten är 13,1 kW. Den effekten kallas axeleffekten och är den effekt som måste påföras pumpaxeln för att den skall leverera flödet och uppfordringshöjden i driftspunkten. För att räkna ut effekten för er eller denna pump finns en räknesnurra här >>>
Vill du lära dig mer om pumpkurvor kan du gå någon av våra kurser: