NPSH es un acrónimo de Net Positive Suction Head, también conocido como ANPA (Altura Neta Positiva en la Aspiración). Es la diferencia, en cualquier punto de un circuito hidráulico, entre la presión en ese punto y la presión de vapor del líquido en ese punto.La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito: si la presión en el circuito es menor que la presión de vapor del líquido, éste entrará en ebullición, produciéndose el fenómeno de cavitación, que puede dificultar o impedir la circulación de líquido, y causar daños en los elementos del circuito.
En las instalaciones de bombeo se debe tener en cuenta la NPSH referida a la aspiración de la bomba, distinguiéndose dos tipos de NPSH:
NPSH requerida: es la NPSH mínima que se necesita para evitar la cavitación. Depende de las características de la bomba, por lo que es un dato que debe proporcionar el fabricante en sus curvas de operación.
donde
Hz es la presión mínima necesaria a la entrada del rodete, en m.c.a..
es la presión cinética correspondiente a la velocidad de entrada del líquido en la boca de aspiración, en m.c.a. (para Va en m/s).
NPSH disponible: depende de las características de la instalación y del líquido a bombear.
dondeρ es la densidad del líquido en kilogramo por metro cúbico.
Pa es la presión en el nivel de aspiración, en kilogramo por metro cuadrado.
Ha es la altura geométrica de aspiración en metros.
Pca es la pérdida de carga en la línea de aspiración, en metros.
Pv es la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo, en kilogramo por metro cuadrado.
La NPSH disponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la cavitación. Las causas más frecuentes de que esta condición no se cumpla son dos:
- Aumento de la pérdida de carga en la línea de aspiración, bien por obstrucción de la tubería, bien por funcionamiento de la bomba con la válvula de aspiración semicerrada.
- Aumento de la presión de vapor del líquido al aumentar su temperatura, por ejemplo si el líquido a bombear se refrigera previamente, y esta refrigeración falla.
Ejemplo de bombeo de agua desde un tanque abierto
Cuando el aumento de la elevación de la bomba, situado encima de un tanque, el líquido empieza a evaporarse a un nivel máximo de la temperatura real.
La elevación máxima, por lo tanto, puede ser expresada por (4f):
NPSH a = p atm / γ - h e - h l - p v / γ = 0 NPSH un cajero automático = p. / γ -h correo -h -l -p v / γ = 0
Para un rendimiento óptimo teórico condiciones que descuidamos la cabeza mayor y menor pérdida.
La elevación de la cabeza puede ser expresado como:
h e = p atm / γ - p v / γ (5) H = correo p. atmósferas / γ -p v / γ (5)
La elevación máxima de succión o de la cabeza de un tanque depende de la presión atmosférica, que en general puede considerarse como constante, y la presión de vapor del líquido, que en general varían con la temperatura, sobre todo por el agua.
La presión absoluta de vapor de agua a temperatura de 20 º C es 2,3 KN / m de 2. La altura de elevación máxima teórica es, por lo tanto:
h e = (101.33 kN/m 2 ) / (9.80 kN/m 3 ) - (2.3 kN/m 2 ) / (9.80 kN/m 3 ) H ex = (101,33 KN / m de 2) / (9,80 KN / m de 3) - (2,3 KN / m de 2) / (9,80 KN / m 3,)
= 10.1 m = 10,1 metros
Debido a la pérdida de la cabeza en el tubo de aspiración y de las condiciones locales en el interior de la bomba, la teórica elevación máxima es significativamente disminuida.
El máximo teórico de una bomba de elevación por encima de un tanque de agua a diferentes temperaturas se puede encontrar en el cuadro que figura a continuación:
