Was ist eine Strömungskurve?
Abhängig von der Anwendung können zwei Arten von Graphen als Flusskurve bezeichnet werden. Eine Anwendung liegt auf dem Gebiet der Strömungsmechanik, wo eine Strömungskurve den Zusammenhang zwischen der dynamischen Viskosität und der Schergeschwindigkeit eines Fluids zeigt. Durchflusskurven können auch auf Pumpen angewendet werden. In diesem Fall veranschaulichen sie die Beziehung zwischen dem Volumenstrom der Pumpe und dem Pumpenkopf.
In der Strömungsmechanik misst die dynamische Viskosität - auch absolute Viskosität genannt - den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit. Mit anderen Worten gibt die dynamische Viskosität die Kraft an, die erforderlich ist, um die Flüssigkeit zu bewegen. Scherung ist der Druck, den eine Flüssigkeit aufgrund von Kräften erfährt, die parallel zur Strömungsrichtung sind - hauptsächlich die Kräfte, die von den Wänden eines Rohrs oder Kanals ausgeübt werden. Die Schergeschwindigkeit ist direkt proportional zur Geschwindigkeit des Fluids, denn je schneller es fließt, desto mehr Scherung erfährt es.
Auf einer Flüssigkeitsströmungskurve ist auf der y-Achse die dynamische Viskosität und auf der x-Achse die Schergeschwindigkeit aufgetragen. Die resultierende Kurve zeigt die Beziehung zwischen diesen beiden Fluideigenschaften. Für ein Newtonsches Fluid, bei dem die dynamische Viskosität unabhängig von der Schergeschwindigkeit ist, ist die Strömungskurve eine gerade Linie und die Neigung der Linie ist die dynamische Viskosität. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten verhalten sich jedoch unterschiedlich und ihre Strömungskurven sind im Allgemeinen gekrümmte Linien mit verschiedenen Formen. Einige Flüssigkeiten sind sogar zeitabhängig, was bedeutet, dass sie ein Gedächtnis haben, das die Form der Kurve beeinflusst.
Die Pumpendurchflussrate ist auf der x-Achse einer Pumpendurchflusskurve, auch Systemkurve genannt, und der Pumpenkopf auf der y-Achse aufgetragen. Pumpenkopf ist ein Begriff, der verwendet wird, um den Druckverlust in einer Pumpe zu beschreiben. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus der Höhe oder statischen Förderhöhe, bei der es sich um den Höhenunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass der Pumpe handelt, und dem Förderhöhenverlust im System, der hauptsächlich auf Reibung in den Rohren und Formstücken zurückzuführen ist. Obwohl der Kopf eine Druckeinheit ist, wird er normalerweise in Fuß oder Metern gemessen. Je weiter das Wasser fließen muss, desto mehr Druck geht verloren.
Anhand der Pumpendurchflusskurve können die optimalen Betriebsbedingungen für eine Pumpe ermittelt werden. Wenn der Benutzer die benötigte Durchflussrate kennt, kann er den Druckverlust für diese Durchflussrate anhand der Systemkurve ermitteln. Durch Überlagerung der Systemkurve mit einer Leistungskurve, die die Leistung für Pumpen verschiedener Größen anzeigt, kann der Benutzer die für seine Systemanforderungen optimal dimensionierte Pumpe finden.