Calculer le NPSH disponible.
La hauteur nette d'aspiration disponible (NPSHd) est la marge de pression absolue à l'entrée de la pompe au-dessus de la pression de vapeur du fluide. En dessous de la marge requise par la pompe (NPSHr), l'aspiration cavite et les dommages commencent en quelques minutes. Ce calculateur détermine le NPSHd à partir de la pression atmosphérique, de la pression de vapeur à la température de service, de la hauteur d'aspiration statique et des pertes de charge en ligne d'aspiration, puis le compare au NPSHr du fabricant au débit de service.
NPSHd = (P_atm − P_vap) / (ρ × g) + Z_s − h_f_aspiration, où P_atm est la pression absolue à la surface d'aspiration (atmosphérique ou récipient sous pression), P_vap la pression de vapeur du fluide à la température de service, Z_s la hauteur statique d'aspiration (positive si le réservoir est au-dessus de la pompe, négative dans le cas contraire) et h_f_aspiration la perte de charge totale depuis le réservoir en passant par la ligne d'aspiration et les raccords d'entrée. La pression de vapeur croît exponentiellement avec la température : l'eau à 20 °C est à 0,02 bar mais à 80 °C à 0,47 bar ; les pompes à eau chaude nécessitent donc une aspiration noyée. La pompe fonctionne sans cavitation lorsque NPSHd dépasse NPSHr d'au moins 0,6 m (règle empirique : 10 % de marge ou 0,6 m, la valeur la plus grande étant retenue).
Un ingénieur de procédé dimensionnant une pompe de retour de condensats à 90 °C calcule NPSHd = (1,013 − 0,70) × 10,2 − 1,5 m de frottement = 1,7 m, mais le NPSHr de la pompe est de 3 m au débit de service — le concepteur surélève le bac d'alimentation de 2 m pour dégager la marge.
Un installateur de pompe de bassin avec 3 m de hauteur d'aspiration vérifie NPSHd = 10,3 m − 3 m − 0,4 m de frottement = 6,9 m, bien supérieur au NPSHr de 2 m de la pompe, confirmant que le service est sûr.
Un ingénieur en équipements miniers travaillant à 3 500 m d'altitude réduit P_atm à 0,65 bar au lieu de 1,013, recalcule le NPSHd et constate que la pompe existante cavite désormais — il passe à une unité auto-amorçante à aspiration noyée.
Le minimum industriel est de 0,6 m ou 10 % du NPSHr, la valeur la plus grande étant retenue. Les pompes centrifuges en service critique utilisent souvent une marge de 1,0 à 1,5 m pour absorber la dégradation liée à l'usure de la roue.
La pression de vapeur croît exponentiellement avec la température. L'eau à 20 °C a P_vap = 0,02 bar ; à 100 °C, elle atteint la pression atmosphérique. Les fluides chauds requièrent une aspiration noyée (Z_s positif) et des lignes très courtes.
Oui — une roue de préamorçage à faible NPSHr alimente la pompe principale dans des conditions contrôlées. De nombreuses pompes de procédé sont disponibles sur catalogue avec des kits de roue de préamorçage pour le même corps de pompe.