Wirkungsgradmodell rotierender Verdrängerpumpen auf Grundlage von Ähnlichkeitsbeziehungen

Der Wirkungsgrad von rotierenden Verdrängerpumpen wird im Rahmen der allgemeinen Bemühungen um Energieeffizienz und Energieeinsparung zukünftig an Bedeutung gewinnen. Der Berechnung des Wirkungsgradverhaltens von rotierenden Verdrängerpumpen kommt in diesem Zusammenhang eine zentrale Bedeutung zu, sowohl hinsichtlich möglicher legislativer Anforderungen als auch durch Bestrebungen auf Anwenderseite, den Energieverbrauch von Verdrängerpumpen bei der Anlagenplanung zu berücksichtigen und zu optimieren. Dazu bedarf es physikalisch basierter und einfach anwendbarer Modelle. Darunter werden im Rahmen dieser Arbeit stationäre 0D-Modelle verstanden, die das Wirkungsgradverhalten mit algebraischen Gleichungen in Abhängigkeit der relevanten Einflussgrößen beschreiben. In diesem Kontext stellt sich die Frage nach Ähnlichkeitsbeziehungen, die sich für die Wirkungsgradmodellierung rotierender Verdrängerpumpen sinnvoll anwenden lassen. Während sich Ähnlichkeitsbeziehungen bei Strömungsmaschinen etabliert und bewährt haben, fanden Ähnlichkeitsbeziehungen bei Verdrängerpumpen vergleichsweise wenig Beachtung und sind nicht etabliert. Vor diesem Hintergrund lautet die Forschungsfrage dieser Arbeit: Wie kann das Wirkungsgradverhalten rotierender Verdrängerpumpen auf der Grundlage von Ähnlichkeitsbeziehungen modelliert werden? Für die Beantwortung dieser Forschungsfrage werden im Rahmen dieser Arbeit sowohl theoretische als auch experimentelle Untersuchungen an den drei Pumpentypen dreispindlige Schraubenpumpe, Außenzahnradpumpe und zweiflügelige Drehkolbenpumpe durchgeführt und deren Ergebnisse diskutiert.