Indietro

ⓘ NPSH




                                     

ⓘ NPSH

NPSH, sigla di Net Positive Suction Head, è la prevalenza netta di aspirazione positiva di una pompa, ovvero la differenza tra la pressione in un punto di un generico circuito idraulico e la tensione di vapore del liquido nello stesso punto, e dipende da parametri caratteristici dellimpianto, cioè dalle modalità di installazione della pompa.

LNPSH normalmente viene indicata in metri di c.a.

                                     

1. Installazione pompe centrifughe

Le due tipiche installazioni di pompe centrifughe ad asse orizzontale sono:

  • sotto battente - la pompa aspira da un livello inferiore rispetto al liquido stesso, quindi questultimo non ha difficoltà ad entrare nellaspirazione della pompa;
  • sopra battente o in aspirazione - la pompa aspira da un livello più alto del liquido da pompare e quindi necessita di un adeguato adescamento per poter funzionare correttamente. Tale adescamento viene conseguito riempiendo di liquido il corpo pompa e il tratto di tubazione in aspirazione.

In teoria una pompa centrifuga, creando il vuoto assoluto nella condotta di aspirazione potrebbe aspirare fino ad unaltezza di 10.33 m c.a. corrispondenti alla pressione atmosferica p att = 1.033 kg/cm 2.

In realtà laspirazione massima ammissibile non può superare i 5 - 6 m c.a. nelle pompe autoadescanti può arrivare a 8 m poiché quando, a seguito dellaspirazione generata dalla pompa, la pressione del liquido in un dato punto della condotta di aspirazione scende sotto la tensione di vapore del liquido stesso, si iniziano a liberare bolle di vapore, al quale si aggiungono anche i gas eventualmente disciolti nel fluido legge di Henry, le quali vengono trasportate dal fluido allinterno della pompa dove, a seguito del brusco aumento di pressione, implodono cavitazione determinando una brusca variazione di pressione dellordine delle migliaia di N/mm 2, la quale crea dei seri danni alle parti idrauliche della pompa.

Per tale motivo è importante che il costruttore, tra le caratteristiche tecniche della macchina, fornisca anche laltezza massima di aspirazione della pompa oppure la curva dellNPSH in funzione della portata.

                                     

2. Relazione tra NPSH e massima altezza di aspirazione

LNPSH indica la pressione assoluta che deve esistere allingresso della pompa affinché non insorgano fenomeni di cavitazione nel circuito

Esiste una relazione tra laltezza massima di aspirazione H e NPSH.

Nel caso del circuito idraulico in figura, lNPSH nella sezione 1-1 vale per definizione:

NPSH = p 1 -p v/ρg

dove.

p 1 è la pressione assoluta in corrispondenza della sez. 1-1; p v è la tensione di vapore.

applicando il teorema di Bernoulli tra la sez.0-0 e la sez. 1-1 trascurando il termine cinematico si può ricavare il valore di p 1:

p 0 /ρg + z 0 = p 1 /ρg + z 1 +Y p 1 /ρg= p 0 /ρg + Δz - Y

sostituendo tale valore nella precedente si ottiene:

N P S H = p 0 − p v ρ g + Δ z − Y {\displaystyle NPSH={\frac {p_{0}-p_{v}}{\rho g}}+\Delta z-Y}

in cui Δ z {\displaystyle \Delta z} è laltezza geodetica tra le sezioni 0-0 e 1-1 nel disegno chiamata H, Y è la perdita di carico tra le sezioni 0-0 e 1-1, p 0 {\displaystyle p_{0}} è la pressione superficiale del liquido, p v {\displaystyle p_{v}} è la tensione di vapore del liquido, ρ {\displaystyle \rho } è la densità del liquido, g {\displaystyle g} è laccelerazione di gravità.

Nel caso di serbatoio aperto p 0 = 1.033 kg/cm 2 e pertanto p 0 /ρg = 10.33 m c.a.

                                     

3. NPSHr

Nella pompa si distingue tra

NPSH a Net Positive Suction Head available); NPSH r Net Positive Suction Head required), detto anche depressione dinamica totale h dt,

dove NPSH a è lNPSH calcolato alla bocca di aspirazione della pompa, e NPSH r è lNPSH minimo con cui la pompa può lavorare senza che si verifichi cavitazione.

NPSH a e NPSH r sono due grandezze indipendenti tra loro, ma è importante invece la relazione che tra loro deve esistere: se si vuole evitare il fenomeno della cavitazione occorre che:

N P S H a > N P S H r {\displaystyle NPSHa> NPSHr}

LNPSH r è una caratteristica della pompa e ogni costruttore fornisce la relativa curva in funzione della portata, della prevalenza e del rendimento.

Allatto pratico è necessario tenere conto dellNPSH al fine di determinare laltezza massima dalla quale la pompa può aspirare, non trascurando, ovviamente, anche le perdite di carico della tubazione di aspirazione.

Per una pompa che lavora in aspirazione, dalla curva caratteristica NPSHr - Q si determina il valore di NPSH r e da questo la massima altezza di aspirazione con la seguente relazione:

H = p 0 -p v/ρg - Y asp - NPSHr

Tale valore teorico deve essere ridotto di almeno un 10%.