Calcule el NPSH disponible para prevenir cavitación.
La altura neta de succión disponible (NPSHa) es el margen de presión absoluta en la entrada de la bomba por encima de la presión de vapor del fluido. Por debajo del margen requerido por la bomba (NPSHr), la aspiración cavita y el daño comienza en minutos. Esta calculadora resuelve la NPSHa a partir de la presión atmosférica, la presión de vapor a la temperatura de operación, la altura estática de aspiración y la pérdida por fricción en la línea de aspiración, comparándola con la NPSHr del fabricante al caudal de servicio.
NPSHa = (P_atm − P_vap) / (ρ × g) + Z_s − h_f_aspiración, donde P_atm es la presión absoluta sobre la superficie de suministro (atmosférica o recipiente a presión), P_vap es la presión de vapor del fluido a la temperatura de operación, Z_s es la altura estática de aspiración (positiva si el suministro está por encima de la bomba, negativa si está por debajo) y h_f_aspiración es la pérdida por fricción total desde el suministro a través de la línea de aspiración y los accesorios de entrada. La presión de vapor aumenta exponencialmente con la temperatura: el agua a 20 °C tiene P_vap = 0.02 bar, pero a 80 °C es 0.47 bar, por lo que las bombas de agua caliente necesitan aspiración inundada. La bomba opera sin cavitación cuando la NPSHa supera la NPSHr en al menos 0.6 m (regla general: 10% de margen o 0.6 m, lo que sea mayor).
Un ingeniero de proceso que dimensiona una bomba de retorno de condensado a 90 °C calcula NPSHa = (1.013 − 0.70) × 10.2 − 1.5 m de fricción = 1.7 m, pero la NPSHr de la bomba es de 3 m al caudal de servicio; el diseñador eleva el depósito de suministro 2 m para cumplir el margen.
Un instalador de bomba en estanque con 3 m de altura de aspiración comprueba NPSHa = 10.3 m − 3 m − 0.4 m de fricción = 6.9 m, muy por encima de los 2 m de NPSHr de la bomba, por lo que el servicio es seguro.
Un ingeniero de equipos de minería que trabaja a 3,500 m de altitud reduce P_atm a 0.65 bar en lugar de 1.013, recalcula la NPSHa y descubre que la bomba existente ahora cavita; cambia a una unidad de aspiración inundada cebada automáticamente.
El mínimo de la industria es 0.6 m o el 10% de la NPSHr, lo que sea mayor. Las bombas centrífugas en servicio crítico suelen usar un margen de 1.0–1.5 m para absorber la degradación a medida que el impulsor se desgasta.
La presión de vapor aumenta exponencialmente con la temperatura. El agua a 20 °C tiene P_vap = 0.02 bar; a 100 °C iguala la presión atmosférica. Los fluidos calientes requieren aspiración inundada (Z_s positivo) y líneas muy cortas.
Sí; un inductor de baja NPSHr de 'primera etapa' alimenta la bomba principal en condiciones controladas. Muchas bombas de proceso están disponibles en catálogo con kits de inductor para la misma carcasa.