Calculateur de NPSH disponible

Température des fluides industriels, pression de vapeur et repère de cavitation

Pression de vapeur absolue de saturation P_vpa, tête de vapeur équivalente et valeurs de densité à travers les températures pour une évaluation précise de la pompe NPSHa.

Tableau des filtres

Température des fluides industriels, pression de vapeur et repère de cavitation
Fluide et température de fonctionnement	Densité ρ (kg/m³)	Pression de vapeur (kPa abs)	Équivalent de la tête de vapeur (m)	Sensibilité à la cavitation et note d'installation
Eau douce à 10°C (eau froide)	999.7 kg/m³	1.23 kPa	0,13 m	Risque de cavitation négligeable; capacité maximale admissible d'aspiration
Eau douce à 20 °C (essai standard)	998.2 kg/m³	2,34 kPa	0,24 m	Référence d'essai standard du fabricant; référence standard pour les courbes NPSHr certifiées
Eau douce à 40°C (boucle de refroidissement)	992.2 kg/m³	7,38 kPa	0,76 m	Tours de refroidissement industrielles; aspiration permise réduite d'environ 0,5 m, optimiser les pertes d'aspiration des tuyaux
Eau douce à 60°C (eau chaude)	983.2 kg/m³	19,94 kPa	2.07 m	Systèmes de chauffage CVC; aspiration interdite, aspiration inondée (z > 0) fortement nécessaire
Eau douce à 80°C (alimentation des chaudières)	971.8 kg/m³	47,39 kPa	4.97 m	Risque de cavitation grave; la tête de vapeur atteint environ 5 m; réservoir de désaérateur élevé requis (3-5 m de tête)
Eau bouillante à 100°C (1 atm)	958.4 kg/m³	101,33 kPa	10,78 m	Fluide bouillant saturé; P_abs est égal à P_vpa, donc NPSHa dépend entièrement de l'élévation positive inondée z
Éthanol industriel à 20°C	789.0 kg/m³	5,85 kPa	0,76 m	Solvant volatil de faible densité; pression de vapeur 2,5x eau; alésage du tuyau et vérification des joints mécaniques
Combustible diesel / huile lubrifiante @ 20°C	835.0 kg/m³	0,40 kPa	0,05 m	Très faible pression de vapeur, mais une viscosité plus élevée augmente considérablement la perte de friction d'aspiration h_f

Formule et méthode

Tête d'aspiration positive nette disponible (NPSHa) équation du budget hydraulique: NPSHa = (P_abs − P_vpa) / (ρg) + z − h_f. P_abs est la pression de surface absolue au-dessus du liquide. (Pa, pression barométrique locale pour les puisards ouverts); P_vpa est la pression de vapeur absolue de saturation du fluide à la température de fonctionnement (Pa); ρ est la densité du liquide; (kg/m³); gravité standard g = 9.80665 m/s²; z est l'élévation géométrique de la surface du liquide par rapport à la valeur de référence de la pompe (m, positif pour l'aspiration inondée, négatif pour l'aspiration); h_f est le frottement total de la conduite d'aspiration et la perte mineure de la tête (m). Marge de cavitation: lorsque le fabricant NPSHr est entré, marge ΔNPSH = NPSHa − NPSHr; la pratique industrielle recommande ΔNPSH ≥ 0.6 à 1.0 m.

Exemple de travail

Exemple: pression de surface 101.325 kPa absolue, pression de vapeur 2.34 kPa absolue, densité 1000 kg/m³, élévation +1 m et perte d'aspiration 0.8 m. NPSHr est vide par défaut; utiliser la courbe réelle de la pompe si elle est comparée.

Hypothèses et limites

Les deux pressions sont absolues, et non pas des mesures de jauge. Utiliser la pression atmosphérique locale pour un réservoir ouvert et la pression absolue réelle de l'espace-gaz pour un récipient sous pression.
Fournissez la pression de vapeur et la densité pour le fluide et la température réels. Aucune table de vapeur ou correction automatique de l'altitude/température n'est intégrée; les valeurs par défaut sont des entrées par exemple.
Inclure les pertes d'entrée, de tuyau, de filtre, de vanne et de raccord au débit de fonctionnement, en mètres du liquide pompé. Utiliser le même datum de pompe pour l'élévation et les pertes.
Le NPSHr doit provenir d'un débit, d'une vitesse, d'une roue et d'un fluide correspondant à la courbe du fabricant, et son critère d'essai doit être confirmé. Une différence positive n'atteste pas le fonctionnement sans cavitation ni une marge de conception adéquate; aucune marge universelle n'est supposée.
Ne remplacez pas directement les valeurs de jauge d'aspiration ni n'utilisez ce modèle pour obtenir une vitesse de surface significative, un débit en deux phases ou des transitoires. Les pompes horizontales utilisent souvent un datum près du centre de l'arbre; confirmer le datum du fabricant pour d'autres arrangements.

Foire aux questions

Lorsque le niveau du liquide d'aspiration est inférieur à l'axe de la pompe, comment doit-on entrer l'altitude?

Pour les conditions d'aspiration où la surface du réservoir est en dessous du référenceur de la pompe, vous devez entrer l'élévation comme un nombre négatif. Par exemple, si le liquide se trouve à 2,5 m au-dessous de l'axe de la pompe, entrez −2,5. Les pertes de tuyauterie d'aspiration h_f restent une valeur positive. L'élévation négative et la tête de friction sont soustraites de la tête de pression atmosphérique, abaissant NPSHa.

Pourquoi les pompes manipulant de l'eau chaude ou de l'eau d'alimentation des chaudières sont-elles extrêmement vulnérables à une cavitation sévère?

À mesure que la température du liquide augmente, la pression de vapeur de saturation augmente de façon exponentielle. À 20°C, la pression de vapeur d'eau douce n'est que de 2,34 kPa (0,24 m de tête), mais à 80°C, elle atteint 47,4 kPa (~5,0 m de tête) et à 100°C, elle atteint 101,3 kPa (10,3 m de tête). Dans un récipient atmosphérique, l'eau bouillante a une tête barométrique nette nulle, c'est-à-dire que toute résistance à l'aspiration déclenche des dommages immédiats au clignotement et à la cavitation.

Cette calculatrice peut-elle encore évaluer le système si le fabricant NPSHr est inconnu?

Oui, absolument. Laissez le champ optionnel d'entrée NPSHr vide, et l'outil calculera et affichera tous les composants individuels de la tête d'aspiration et le NPSHa total. Le champ de différence affichera '—' sans supposer que NPSHr est zéro. Une fois que NPSHa est connu, vous pouvez établir la limite maximale permise NPSHr lors de la sélection ou de l'acquisition de la pompe.

Quelle marge de sécurité la NPSHa doit-elle maintenir au-dessus du fabricant NPSHr pour un fonctionnement fiable?

Selon les normes Hydraulic Institute (HI 9.6.1) et API 610, le simple fait d'avoir NPSHa > NPSHr ne garantit pas un fonctionnement sans cavitation (NPSHr est généralement défini comme NPSH3, où la tête de pompe a déjà chuté de 3 % en raison de bulles de vapeur). Les services généraux d'eau industrielle recommandent une marge de sécurité de ΔNPSH ≥ 0,6 à 1,0 m (ou un rapport NPSHa/NPSHr ≥ 1,2). Pour l'alimentation des chaudières ou les pompes à haute énergie, une marge de 1,5 à 2,0 m (ou un rapport ≥ 1,3 à 1,5) est fortement recommandée.

Quels symptômes physiques indiquent une cavitation de pompe sur le terrain, et comment peut - on l'éliminer?

Les principaux symptômes physiques sont les suivants : 1) bruits forts à l'intérieur de l'enveloppe ressemblant à du gravier ou des marbres de pompage; 2) graves vibrations de la pompe à haute fréquence et du roulement; 3) manomètres fluctuants et chute soudaine du débit; 4) trous de perçage et d'érosion de nids d'abeilles à l'arrière des palettes d'hélices. Pour résoudre : augmenter le niveau du liquide d'aspiration, agrandir le diamètre du tuyau d'aspiration, éliminer les coudes/vapeurs inutiles, nettoyer les filtres d'aspiration ou réduire la température du fluide.

Qu'est-ce que NPSH, et quelle est la différence entre NPSHa et NPSHr?

NPSH (tête d'aspiration nette positive) vous indique si une pompe va caviter. NPSHa est la tête disponible à partir de l'installation — définie par la pression de surface, le niveau de liquide, les pertes d'aspiration et la pression de vapeur — et est ce que cet outil calcule; NPSHr est la tête que la pompe elle-même exige, extraite de la courbe du fabricant. NPSHa doit dépasser NPSHr avec une marge, généralement d'au moins 0,5 à 1 m ou le rapport spécifié par le fabricant; autrement, s'attendre au bruit, aux vibrations et aux dommages causés par l'hélice.

Références

NPSH Guide pratique de calculatrice disponible et questions courantes

Que calcule la calculatrice disponible NPSH?

Pour un approvisionnement régulier en liquide à partir d'un grand récipient ou d'un réservoir, avec une vitesse de surface libre négligeable et un liquide incompressible. NPSH datum et négatif au-dessous. Net Positive Suction Head Disponible (NPSHa) équation du budget hydraulique: NPSHa = (P_abs − P_vpa) / (ρg) + z − h_f. P_abs est la pression de surface absolue au-dessus du liquide. (Pa, pression barométrique locale pour les puisards ouverts); P_vpa est la pression de vapeur absolue de saturation du fluide à la température de fonctionnement (Pa); ρ est la densité du liquide; (kg/m³); gravité standard g = 9.80665 m/s²; z est l'élévation géométrique de la surface du liquide par rapport à la valeur de référence de la pompe (m, positif pour l'aspiration inondée, négatif pour l'aspiration); h_f est le frottement total de la conduite d'aspiration et la perte mineure de la tête (m). Marge de cavitation: lorsque le fabricant NPSHr est entré, marge ΔNPSH = NPSHa − NPSHr; la pratique industrielle recommande ΔNPSH ≥ 0.6 à 1.0 m.

Quand est-ce utile ?

Comment puis-je entrer les entrées?

Entrez les entrées pour NPSH Calculatrice disponible : Pression absolue à la surface libre, Pression absolue de vapeur à la température de fonctionnement, Densité de liquide à la température de fonctionnement, Hauteur de surface au-dessus de NPSH datum (peut être négatif), Perte de la tête de la ligne d'aspiration, Pump-courbe NPSHr (facultatif; blanc si inconnu). Calculer, vérifier les unités et les hypothèses, puis copier ou télécharger les résultats.

Comment interpréter les résultats?

Les deux pressions sont absolues, et non pas des mesures de jauge. Utiliser la pression atmosphérique locale pour un réservoir ouvert et la pression absolue réelle de l'espace-gaz pour un récipient sous pression. Fournissez la pression de vapeur et la densité pour le fluide et la température réels. Aucune table de vapeur ou correction automatique de l'altitude/température n'est intégrée; les valeurs par défaut sont des entrées par exemple. Inclure les pertes d'entrée, de tuyau, de filtre, de vanne et de raccord au débit de fonctionnement, en mètres du liquide pompé. Utiliser le même datum de pompe pour l'élévation et les pertes. Le NPSHr doit provenir d'un débit, d'une vitesse, d'une roue et d'un fluide correspondant à la courbe du fabricant, et son critère d'essai doit être confirmé. Une différence positive n'atteste pas le fonctionnement sans cavitation ni une marge de conception adéquate; aucune marge universelle n'est supposée. Ne remplacez pas directement les valeurs de jauge d'aspiration ni n'utilisez ce modèle pour obtenir une vitesse de surface significative, un débit en deux phases ou des transitoires. Les pompes horizontales utilisent souvent un datum près du centre de l'arbre; confirmer le datum du fabricant pour d'autres arrangements.

Où sont traitées mes entrées ?

La calculatrice disponible NPSH fonctionne dans ce navigateur. Les entrées ne sont pas téléchargées sur un serveur de calcul; la copie et le téléchargement de CSV nécessitent votre action. L'analyse existante du site et la publicité se chargent toujours.