Verfügbaren NPSH berechnen.
Der verfügbare Nettopositiver Saughub (NPSHa) ist der absolute Druckabstand am Pumpeneingang über dem Dampfdruck der Flüssigkeit. Unterschreitet er den erforderlichen Grenzwert der Pumpe (NPSHr), beginnt die Kavitation und Schäden entstehen innerhalb von Minuten. Dieser Rechner berechnet NPSHa aus Atmosphärendruck, Dampfdruck bei Betriebstemperatur, statischer Saughöhe und Saugleitungsreibungsverlust und vergleicht ihn mit dem vom Hersteller angegebenen NPSHr bei Auslegungs-Volumenstrom.
NPSHa = (P_atm − P_vap) / (ρ × g) + Z_s − h_f_Saug, wobei P_atm der absolute Druck auf der Zuflussseite (atmosphärisch oder Druckbehälter), P_vap der Dampfdruck der Flüssigkeit bei Betriebstemperatur, Z_s die statische Saughöhe (positiv wenn Zulauf über der Pumpe, negativ wenn darunter) und h_f_Saug der Gesamtreibungsverlust von der Zulaufseite durch die Saugleitung und die Einlaufarmaturen sind. Der Dampfdruck steigt exponentiell mit der Temperatur: Wasser bei 20 °C hat 0,02 bar, bei 80 °C 0,47 bar – Heißwasserpumpen benötigen daher eine Zulaufdruckhöhe. Die Pumpe läuft kavitationsfrei, wenn NPSHa den NPSHr um mindestens 0,6 m übersteigt (Faustformel: 10 % Marge oder 0,6 m, je nachdem welcher Wert größer ist).
Ein Verfahrenstechniker, der eine Kondensatrückführpumpe für 90 °C auslegt, berechnet NPSHa = (1,013 − 0,70) × 10,2 − 1,5 m Reibung = 1,7 m, aber der NPSHr der Pumpe beträgt 3 m bei Auslegungsvolumenstrom – der Konstrukteur hebt den Vorlagebehälter um 2 m an, um die Marge einzuhalten.
Ein Teichpumpeninstallateur mit 3 m Saughöhe überprüft NPSHa = 10,3 m − 3 m − 0,4 m Reibung = 6,9 m – deutlich über dem NPSHr von 2 m für die Teichpumpe, sodass die Auslegung sicher ist.
Ein Bergbaugeräteingenieur, der auf 3.500 m Höhe arbeitet, reduziert P_atm auf 0,65 bar statt 1,013 bar, berechnet NPSHa neu und stellt fest, dass eine vorhandene Pumpe nun kavitiert – er wechselt zu einer selbstansaugenden Einheit mit Zulaufdruckhöhe.
Das Branchenminimum beträgt 0,6 m oder 10 % des NPSHr, je nachdem welcher Wert größer ist. Kreiselpumpen in kritischen Anwendungen verwenden oft 1,0–1,5 m Marge, um Verschlechterungen durch Laufradabnutzung zu absorbieren.
Der Dampfdruck steigt exponentiell mit der Temperatur. Wasser bei 20 °C hat P_vap = 0,02 bar; bei 100 °C entspricht er dem Atmosphärendruck. Heiße Flüssigkeiten erfordern Zulaufdruckhöhe (positives Z_s) und sehr kurze Saugleitungen.
Ja – ein Vorstufen-Inducer mit niedrigem NPSHr versorgt die Hauptpumpe unter kontrollierten Bedingungen. Viele Prozesspumpen sind im Katalog mit Inducer-Kits für das gleiche Gehäuse erhältlich.