NPSH dostępne = wartość NPSH systemu
p e = ciśnienie w przekroju wlotowym instalacji
p b = ciśnienie powietrza
p D = prężność par tłoczonego medium przed przekrojem wlotowym pompy
ρ = gęstość tłoczonego medium przed przekrojem wlotowym pompy
g = lokalne przyspieszenie ziemskie
z e = geodezyjna różnica wysokości między przekrojem wlotowym instalacji a poziomem odniesienia; znak ujemny ma zastosowanie, gdy poziom odniesienia znajduje się powyżej poziomu cieczy
H v = wielkość strat, wynikająca ze straty ciśnienia w układzie po stronie ssawnejPunktem odniesienia dla wartości NPSH jest środek wirnika, czyli punkt przecięcia osi wału pompy z płaszczyzną prostopadłą do niej przez zewnętrzne punkty krawędzi natarcia łopatki.Punkt pracy pompy odśrodkowej może być punktem pracy ciągłej tylko wtedy, gdy dotyczy tego punktu:NPSH zakład & gt; NPSH pompa + dopłata za bezpieczeństwo
Oznacza to, że lokalne ciśnienie powietrza p
b jest wyższe niż suma dodatniej wysokości ssania netto HH i ciśnienia pary p
v ; dlatego ciśnienie wlotowe nie jest już potrzebne. Ta korelacja opiera się na drastycznym obniżeniu ciśnienia pary zimnej wody. W praktyce oznacza to:Pompy pracujące z ujemnym minimalnym ciśnieniem wlotowym H
erf są w stanie generować skok ssania (nie samozasysający).Moc ssania jest w przybliżeniu równa poziomowi ujemnego minimalnego ciśnienia wlotowego minus 1m współczynnik bezpieczeństwa.Ponieważ pompy, które są zwykle używane w instalacjach budowlanych, nie mają żadnych właściwości samozasysających, aby suw ssania mógł działać, muszą być spełnione następujące warunki:
- Wentylacja orurowania po stronie ssawnej wraz z pompą przed uruchomieniem.
- Unikanie wtrąceń powietrza podczas pracy pompy (wentylacja prowadzi do utraty zdolności ssania).
- Unikanie drenażu rur po stronie ssawnej na stanowisku pompy poprzez zapewnienie i zainstalowanie zaworu stopowego. (Ryzyko wycieku z cząstek brudu)
Zależność od zaworów zwrotnych w przewodzie ciśnieniowym nie jest wystarczająca, ponieważ powietrze może być odprowadzane przez uszczelnienie wału (uszczelnienie mechaniczne lub uszczelnienie dławnicy) na stojaku pompy.Ze względu na swoje cechy konstrukcyjne wydajność ssania pomp, które nie są samozasysające, jest generalnie ograniczona do zakresu maks. 2 do 4 m. Wyższe wysokości ssania (maks. 8 do 9 m) i praca samozasysająca wymagają zastosowania specjalnych pomp.
Linia ssąca pompy jest odpowietrzana bez dodatkowych zewnętrznych urządzeń ssących.Pompy odśrodkowe bez zewnętrznego lub wewnętrznego urządzenia ssącego mogą być samozasysające, jeśli pompa zostanie napełniona wodą przed właściwym procesem pompowania. W tego typu pompach zawór zwrotny oznacza, że ciecz pozostaje w obudowie po wyłączeniu pompy.Konstrukcja niezbędna do samozasysania wpływa na sprawność pompy.
Powstają one, gdy ciśnienie statyczne cieczy spada poniżej ciśnienia pary związanego z odpowiednią temperaturą. Jeśli ciśnienie statyczne ponownie wzrośnie powyżej ciśnienia pary, patrząc w kierunku przepływu, pęcherzyki pary nagle się skondensują.Kawitacja może prowadzić do przedwczesnego zużycia materiału oraz emisji hałasu. Dlatego w miarę możliwości należy unikać kawitacji.
Powszechnie dostrzegalna jest silna zależność od prędkości pompy. Jeśli projekt pozostaje niezmieniony, odpowiada to:Wysoka prędkość -> Wysokie ciśnienie trzymania
Niska prędkość -> Niskie ciśnienie trzymaniaW celu uwzględnienia ewentualnych niejasności w projektowaniu punktu pracy wartości te należy przy doborze pompy zwiększyć o margines bezpieczeństwa 0,5 m.W przypadku wysokości ciśnienia trzymania HH z definicji metrologicznie określa się, że minimalna kawitacja jest dopuszczalna na wysokości ciśnienia trzymania HH, która:
- Wysokość podnoszenia pompy w punkcie nominalnym zmniejszona o 3%
- Nie dopuszcza do żadnych zniszczeń materialnych, które mogłyby pogorszyć funkcjonalność i żywotność.
Ze względu na dopuszczalną kawitację mogą nadal występować odgłosy kawitacyjne, z których niektóre są odbierane jako irytujące.Aby wyeliminować kawitację resztkową, konieczne jest dodanie naddatku około + 1 do + 5 m do obliczonej minimalnej wysokości wlotu. Dodatek ten zależy od prędkości i punktu pracy pompy.
Ciśnienie pary pompowanej cieczy znacząco wpływa na zachowanie się kawitacji, a tym samym na wartość NPSH układu.Prężność pary jest jedną z najważniejszych właściwości cieczy przy doborze pomp i zależy od temperatury cieczy.
Aby zapewnić bezproblemową pracę, pompy wymagają minimalnego statycznego ciśnienia po stronie wlotu, które jest również ogólnie określane jako statyczne ciśnienie minimalnego ciśnienia wlotowego.Kiedy przepływa przez pompę, to ciśnienie po stronie ssawnej zmniejsza się ze względu na zmianę prędkości tłoczonego medium w obudowie ssawnej i wirniku pompy. Punktem krytycznym jest wlot wirnika. Jeśli spadek ciśnienia jest tak duży, że spada poniżej ciśnienia pary cieczy, tworzą się pęcherzyki pary.Dalszy przepływ przez wirnik prowadzi do wzrostu ciśnienia hydraulicznego w wirniku. W obszarze wyższego ciśnienia pęcherzyki pary zapadają się jak implozja, czego konsekwencją jest zniszczenie materiału w tych punktach. Proces ten, zwany kawitacją, można rozpoznać akustycznie po trzaskach, które nasilają się wraz ze wzrostem kawitacji.Szybkość podawania jest również pogorszona, ponieważ pompa dostarcza teraz mieszankę wodno-gazową. Dlatego w celu uniknięcia kawitacji należy utrzymać minimalne statyczne ciśnienie wlotowe w otworze ssawnym pompy.Wielkość tego wymaganego ciśnienia zależy od:
- temperatura pompowanego medium
- Wymagane statyczne minimalne ciśnienie wlotowe w zależności od punktu pracy pompy.
Wymagana dodatnia wysokość ssania netto (wymagana HH lub NPSH) odnosi się konkretnie do pompy i jest zwykle pokazywana przez producentów pomp jako krzywa NPSH na wykresie wydajności pompy.Ogólnie rzecz biorąc, istnieje silna korelacja z prędkością pompy. Poniższe informacje dotyczą typów pomp o stałej charakterystyce:
- Wysoka prędkość — & gt; Wysokie wymagania NPSH
- Niska prędkość — & gt; Wymagane niskie NPSH
Zaleca się zwiększenie tych wartości o margines bezpieczeństwa 0,5 m (1,6 ft) w celu skompensowania ewentualnych odchyleń w obliczaniu punktu pracy podczas doboru pompy. Ogólne normy dopuszczają minimalny stopień kawitacji dla określonego wymagania NPSH:
- zmniejsza wysokość podnoszenia w punkcie pracy o 3% lub mniej
- nie prowadzi do znacznego pogorszenia, zmniejszenia wydajności lub skrócenia żywotności
Jednak takie dopuszczalne wartości kawitacji mogą prowadzić do niedopuszczalnego hałasu.Aby zapewnić optymalną wydajność, powszechną praktyką jest obliczanie dostępnych obliczeń NPSH z marginesem bezpieczeństwa ok. +1 do +5 m (+3 do +15 stóp), w zależności od prędkości i punktu pracy pompy.
