O que você precisa saber sobre NPSH

Jun 18, 2023

A margem de pressão sobre a pressão de vapor, no bocal de sucção da bomba, é altura de sucção positiva líquida (NPSH). NPSH é a diferença entre a pressão de sucção (estagnação) e a pressão de vapor. Na forma de equação:

Como a pressão de vapor é sempre expressa em escala absoluta, a pressão de sucção também deve ser expressa em termos absolutos. Nas unidades usuais dos EUA, ambas as pressões devem estar em libras por polegada quadrada absoluta (psia). A pressão manométrica é convertida em pressão absoluta pela adição da pressão atmosférica.

A equação acima fornece uma resposta em unidades de pressão (psi). Isso pode ser convertido em unidades de cabeça (pés) pela seguinte equação:

O NPSH é um assunto de extrema importância em todos os sistemas de bombeamento. Estima-se que 80 por cento de todos os problemas de bomba são devidos a condições inadequadas de sucção, e a maioria dos problemas de sucção está relacionada ao NPSH. (Ou o sistema não fornece tanto quanto o previsto ou a bomba requer mais do que o previsto.) Portanto, é provável que a maioria dos problemas da bomba sejam problemas de NPSH.

Para bombas centrífugas, os valores de NPSH são expressos em unidades de energia específica (altura equivalente da coluna), como pés ou metros. Para bombas volumétricas (rotativas e alternativas), os valores de NPSH são normalmente expressos em unidades de pressão, como libras por polegada quadrada (psi), quilopascal ou bar.

Os valores de NPSH não são pressões manométricas nem pressões absolutas. O "g" em psig significa que a pressão é medida acima da pressão atmosférica. O "a" em psia significa que a pressão é medida acima do zero absoluto, um vácuo perfeito. NPSH é uma medida de pressão acima da pressão de vapor, então as unidades de NPSH (nos EUA) são apenas psi ou pés.

NPSHa significa NPSH disponível no sistema. Ela pode ser calculada medindo a pressão de sucção no bocal de sucção da bomba, corrigindo para o dado, adicionando a pressão atmosférica, adicionando a carga de velocidade e subtraindo a pressão de vapor. Na forma de equação:

Se desejado, todas as unidades podem ser convertidas em cabeça (pés) antes de inserir na equação.

Caso o sistema não tenha sido construído, é necessário calcular o NPSHa partindo da pressão no tanque de sucção. Adicione a pressão atmosférica, adicione (ou subtraia) o nível do líquido acima (abaixo) datum, subtraia todas as perdas do tanque para a bomba e subtraia a pressão de vapor.

As letras NPSHr representam o NPSH exigido pela bomba. Esta característica deve ser determinada por teste.

Para o bom funcionamento da bomba, é necessário que NPSHa > NPSHr. O sistema deve fornecer mais NPSH do que a bomba requer.

Uma complicação potencial quando o NPSHr excede o NPSHa é a cavitação. Se, a qualquer momento, a pressão estática de um líquido cair abaixo da pressão de vapor, uma parte do líquido entrará em ebulição - ele se transformará em gás. Essa formação de bolhas de gás é chamada de cavitação. (Cavidades se formam no líquido.) Essa formação de gás em um tubo de sucção ou dentro de uma bomba pode causar uma redução na capacidade e/ou altura da bomba. Também pode causar danos à bomba. À medida que o líquido flui para dentro de qualquer bomba, há uma redução na pressão. Em uma bomba centrífuga, o líquido acelera no olho do impulsor, causando uma redução na pressão. As palhetas do impulsor cortam o líquido, criando zonas de pressão mais baixa.

Se uma margem de pressão suficiente, acima da pressão de vapor, não for fornecida na entrada da bomba, parte do líquido irá evaporar na borda dianteira de cada palheta.

Com bombas de deslocamento, a situação é semelhante. Como a pressão cai à medida que o bombeamento se move para dentro da câmara de bombeamento, a pressão de sucção deve exceder a pressão de vapor em alguma margem para evitar a cavitação.

Mesmo que o líquido esteja cavitando, costumamos dizer que a bomba está cavitando. Possíveis efeitos da cavitação da bomba incluem ruído, perda de carga e/ou capacidade e danos ao equipamento. Não é a formação das bolhas que causa danos. Danos são causados ​​às peças da bomba quando as bolhas colapsam ou "implodem". Quando as bolhas colapsam em uma superfície dura, elas criam uma alta pressão.