Calcolo dell'NPSH: un passo

May 19, 2023

Questo è il primo articolo di una serie in cinque parti.

Nel mondo della psicologia e in particolare nell'area delle questioni introspettive, si afferma spesso che "ciò a cui resisti persisterà".

L'hai già sentito prima, ed eccoci di nuovo qui. Presumibilmente, il concetto più frainteso nel mondo delle pompe è quello di battente di aspirazione positivo netto (NPSH). Ho scritto diversi articoli sull'argomento e lo stesso hanno fatto molti altri tecnici o ingegneri di pompe e cosiddetti esperti.

Il nome stesso NPSH, un acronimo, confonde la maggior parte dei neofiti della pompa. L'argomento e i calcoli richiesti confondono le persone nuove nel settore, quelle periferiche (operatori o amministratori) e i professionisti che credono erroneamente di comprendere appieno l'argomento anche dopo 25 anni di attività.

Suggerisco che dobbiamo preoccuparci di questo problema, perché gli errori rispetto ai calcoli dell’NPSH disponibile (NPSHa) sono troppo frequenti e costosi da correggere.

Uno degli aspetti divertenti della mia posizione è insegnare in diverse scuole di pompe ogni anno e dedicare una parte importante del corso alla comprensione del concetto di NPSH e a come completare i calcoli. Nel processo di insegnamento, tratterò i cinque esempi principali che probabilmente incontrerai nelle normali applicazioni industriali. Gli esempi sono adattati dal capitolo 1 del "Cameron Hydraulic Data Book".

Spiegherò questi cinque esempi prima in questo articolo e nei prossimi quattro mesi con l'intento ottimistico di base che, una volta appresi questi cinque esempi e alcune varianti di ciascuno, sarai in grado di gestire le applicazioni incontrate nel mondo reale. Da adesso fino al Ringraziamento, potresti voler leggere e archiviare tutte e cinque le colonne come pratico riferimento. Per premessa, riesamina due dei miei precedenti articoli sull'argomento, uno di Pumps & Systems di agosto 2015 e l'altro di aprile 2018.

L'altezza di aspirazione positiva netta è l'altezza di aspirazione totale in piedi di liquido (o metri), meno la pressione di vapore (in piedi o metri) del liquido pompato.

Pensa alla testa come a un livello di energia e non come a una pressione simile a una forza. Tutti i valori sono assoluti.

NPSHa viene misurato sulla linea centrale della pompa o sull'occhio della girante. Queste due cose possono trovarsi in luoghi o altezze diverse. Pensa a NPSHa come al livello di energia disponibile del liquido all'ingresso della pompa o all'occhio della girante. Il liquido si trasformerà in vapore se non c'è abbastanza NPSHa. Non confondere NPSHa con la pressione di aspirazione. Sebbene la pressione di aspirazione sia in qualche modo un componente del mix, c'è qualcosa di più complesso nella storia.

NPSHa è la quantità di NPSH che il sistema ha a disposizione all'occhio della girante della pompa. Questo valore NPSHa è interamente funzione del liquido, delle sue proprietà, delle condizioni ambientali e del design e della geometria del sistema di aspirazione. In sostanza il calcolo riguarda il sistema di aspirazione stesso e non ha nulla a che fare con la pompa. Questo calcolo dovrebbe essere completato dal proprietario del sistema, dall'utente finale e/o dal suo ingegnere o consulente. Per ragioni di responsabilità, ai produttori viene normalmente richiesto di non essere coinvolti nei calcoli dei clienti; tuttavia, con il passare del tempo, il produttore è sempre più coinvolto principalmente per una questione di conservazione.

L'NPSH richiesto (NPSHr) viene comunemente determinato dal produttore della pompa mediante metodi empirici e utilizzando standard e specifiche dell'Hydraulic Institute (HI). I valori di NPSHr sono normalmente riportati sulle curve prestazionali della pompa.

Nota che NPSHr e NPSH3 sono essenzialmente la stessa cosa. Al punto operativo di prevalenza e portata indicato, la pompa è già leggermente cavitata a causa di un NPSH insufficiente e la prevalenza sviluppata è diminuita del 3% mentre la portata è fissata su un certo valore.

Il margine NPSH è quanto il valore NPSHa supera l'NPSHr. Esistono linee guida per i margini consigliati o corretti e, a mio avviso, maggiore è il margine, meglio è. Vedere ANSI/HI 9.6.1-2012 per ulteriori informazioni su questo argomento.