NPSH
Em hidráulica , NPSH é um acrônimo para cabeçote de sucção positivo líquido . Em um ponto em um circuito hidráulico, o valor de NPSH mede a diferença entre a pressão absoluta total do líquido naquele ponto e sua pressão de vapor saturado .
O NPSH é um parâmetro importante a ser levado em consideração no projeto de um circuito: quando a pressão de um líquido cai abaixo do valor da pressão de vapor, o líquido vaporiza. Este fenômeno é muito perigoso dentro de uma bomba centrífuga porque cria cavitação (implosão de bolhas de vapor) que danifica o corpo da bomba enquanto reduz a eficiência.
No circuito mostrado à direita, o NPSH no corte 1-1 é calculado da seguinte forma:
- é a pressão na superfície do tanque (aqui, pressão atmosférica );
- é a altura geométrica (no caso de bomba, é positiva se a bomba estiver em carga e negativa se estiver aspirando);
- é a queda de pressão total (linear e singular);
- é a pressão de vapor saturado ;
- é a densidade do fluido;
- é a aceleração da gravidade .
Este valor, homogêneo a um comprimento e medido em metros de coluna de fluido (mcf), é denominado NPSH disponível . Se o líquido for submetido apenas à aceleração da gravidade, basta garantir que permaneça positivo em todos os pontos.
Por outro lado, quando o fluido é acelerado (em uma bomba em particular), um vácuo adicional é criado: este é o NPSH necessário que é fornecido pelo fabricante da bomba de acordo com a vazão. Para evitar o risco de cavitação , o NPSH disponível do circuito deve ser maior do que o NPSH necessário da bomba .
O NPSH é a CARGA hidráulica ABSOLUTA, ou seja, a constante de Bernoulli medida em ALTURA da água, onde no entanto a pressão é ABSOLUTA, isto é, integra a pressão ambiente.
NPSH disponível e NPSH necessário
NPSH disponível (NPSHd)
- Imagine um tubo vertical cheio de água. Para elevar essa coluna d'água, seria necessária uma depressão no topo da coluna pelo menos igual à pressão (gerada pelo peso da água) na parte inferior do tubo. Quanto mais alta a coluna, maior deve ser a depressão.
- Se o vácuo necessário para elevar a coluna de água fizer com que a pressão do líquido caia abaixo do limite de pressão de vapor saturado, o líquido vaporizará na área onde a pressão é mais baixa (geralmente no ponto de aceleração máxima do fluido).
- A altura da água na sucção, portanto, limita a depressão que pode ser criada sem vaporizar. Se a altura da água for muito grande para ser levantada sem vaporizar, será necessário colocar bombas intermediárias.
Essa possível depressão antes da cavitação é chamada de NPSH disponível.
O NPSH necessário (NPSHr)
- Até agora, apenas levantamos esta coluna de água sem acelerá-la. Para que um líquido se mova a uma determinada taxa, a bomba deve gerar um vácuo adicional. Essa depressão deve ser tanto maior quanto a taxa de fluxo desejada é alta.
- Este vácuo adicional relacionado à saída da bomba é chamado de NPSH necessário. Geralmente é representado pelo fabricante da bomba como um gráfico onde uma curva relaciona o NPSH necessário à taxa de fluxo. Em geral, esses valores variam de 0,5 a 3 mcf.
- Se uma coluna de água é tão pesada que deixa a possibilidade de sugá-la muito fracamente (NPSH disponível) antes da cavitação, será necessário satisfazer com uma sucção adicional fraca (NPSH necessário), portanto, um débito fraco.
- Se a queda d'água for muito grande para ser posta em movimento sem cavitação, bombas intermediárias terão que ser colocadas.