Spezifische Drehzahl n_q berechnen
Bestimmen Sie die spezifische Drehzahl n_q einer Kreiselpumpe aus Drehzahl, Förderstrom und Förderhöhe im Bestpunkt. Die Kennzahl ordnet das Laufrad einer Bauart zu – vom radialen Langsamläufer über den Halbaxialläufer bis zum axialen Propeller. Stufenzahl und Strömungszahl werden berücksichtigt, die US-Kennzahl N_s wird mit ausgewiesen.
n_q-Rechner (Laufradbauart)
Modell: spezifische Drehzahl n_q = n·√Q/H^0,75 (europäische Definition, dimensionsbehaftet). Werte pro Laufrad und pro Stufe. Die Bauartgrenzen sind grobe Orientierungswerte; NPSH, Wirkungsgrad und Kavitation sind nicht Gegenstand dieser Kennzahl.
Ergebnisse
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Formeln und Grundlagen
Die spezifische Drehzahl ist n_q = n · √Q / H^0,75 mit der Drehzahl n in 1/min, dem Förderstrom Q in m³/s und der Förderhöhe H in m. n_q ist eine dimensionsbehaftete Ähnlichkeitskennzahl: sie kennzeichnet diejenige Modellpumpe, die bei H = 1 m und Q = 1 m³/s geometrisch ähnlich fördert. Für die Einordnung sind stets die Werte pro Laufrad und pro Stufe maßgebend – nicht die Gesamtwerte der Maschine.
Bei mehrstufigen Pumpen verteilt sich die Förderhöhe auf die Stufen: in die Formel geht H/Stufenzahl ein. Bei doppelflutigen Laufrädern teilt sich der Förderstrom auf zwei Radhälften auf: in die Formel geht Q/Strömungszahl ein. Beide Maßnahmen erhöhen n_q gegenüber den Gesamtwerten und verschieben die Bauart in Richtung schnelllaufender Räder.
Nach n_q ergeben sich grobe Bauartgrenzen: n_q < 25 kennzeichnet das radiale Laufrad (Langsamläufer, hohe Förderhöhe, kleiner Strom), 25 bis 60 den halbaxialen Mischströmer und ab etwa 60 (bis rund 200) das axiale Propellerrad (großer Strom, kleine Förderhöhe). Die englischsprachige Kennzahl N_s (rpm, gpm, ft) folgt aus N_s ≈ 51,64 · n_q.
Rechenbeispiel
Eine einstufige, einflutige Kreiselpumpe läuft mit n = 1450 1/min und fördert im Bestpunkt Q = 50 m³/h bei H = 30 m. Für die Formel wird der Förderstrom in m³/s umgerechnet: 50 m³/h / 3600 = 0,013889 m³/s.
Damit ergibt sich n_q = 1450 · √0,013889 / 30^0,75 = 1450 · 0,11785 / 12,82 ≈ 13,3. Die spezifische Drehzahl liegt deutlich unter 25.
Das Laufrad ist demnach ein radiales Rad (Langsamläufer): typisch für vergleichsweise hohe Förderhöhe bei mäßigem Förderstrom. Die US-Kennzahl beträgt N_s ≈ 51,64 · 13,3 ≈ 688.
Häufige Fragen
Was bedeutet die spezifische Drehzahl n_q?
n_q ist eine Ähnlichkeitskennzahl, die allein aus Drehzahl, Förderstrom und Förderhöhe im Bestpunkt gebildet wird. Sie kennzeichnet die Laufradform unabhängig von der absoluten Baugröße und erlaubt die Einordnung in Radial-, Halbaxial- oder Axialräder.
In welchen Einheiten wird n_q gerechnet?
In der europäischen Definition mit n in 1/min, Q in m³/s und H in m. n_q ist dimensionsbehaftet, der Zahlenwert hängt also vom Einheitensystem ab. Der Rechner nimmt den Förderstrom wahlweise in m³/h entgegen und rechnet intern nach m³/s um.
Wie wirken Stufenzahl und doppelflutige Laufräder?
Maßgebend sind die Werte pro Laufrad und pro Stufe. Bei mehrstufigen Pumpen wird H durch die Stufenzahl geteilt, bei doppelflutigen Laufrädern Q durch die Strömungszahl (2). Beides erhöht n_q gegenüber den Gesamtwerten der Maschine.
Welche Bauart gehört zu welchem n_q?
Grobe Grenzen: n_q < 25 radiales Rad (Langsamläufer), 25 bis 60 halbaxiales Rad (Mischströmer), ab etwa 60 bis rund 200 axiales Rad (Propeller). Die Grenzen sind fließend und dienen der Orientierung, nicht als scharfe Klassengrenze.
Was ist die US-Kennzahl N_s?
N_s ist die im angloamerikanischen Raum übliche spezifische Drehzahl mit n in rpm, Q in US-Gallonen pro Minute und H in Fuß. Sie hängt über N_s ≈ 51,64 · n_q mit der europäischen Kennzahl zusammen und liefert deutlich größere Zahlenwerte.
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