NPSH-Rechner · NPSH der Anlage und Kavitation
NPSH der Anlage am Pumpeneintritt aus Wassertemperatur, Luftdruck (Höhe), Behälterdruck, Saughöhe und Saugverlust. Mit dem NPSHr des Herstellers sehen Sie Reserve und Kavitationsgefahr.
NPSH und Kavitation
Fällt der Druck am Pumpeneintritt unter den Dampfdruck bei Wassertemperatur, bilden sich Dampfblasen, die zusammenfallen, das Laufrad angreifen und Geräusche, Schwingungen und Förderhöhenabfall verursachen. Das ist Kavitation.
Der NPSH-Wert der Anlage (NPSHa) gibt an, wie weit der Eintrittsdruck über dem Dampfdruck bleibt, als Höhe in m. Er hängt von der Anlage ab: Druck über dem Wasser, Saughöhe, Saugverlust und Temperatur. NPSHa = (Ps − Pv)/(ρ g) + zs − hfs.
Der NPSH-Wert der Pumpe (NPSHr) ist der Wert, den die Pumpe ohne festgelegten Leistungsabfall braucht; der Hersteller ermittelt ihn im Versuch. NPSHa muss deutlich über NPSHr liegen.
Dampfdruck und theoretische maximale Saughöhe je Wassertemperatur
Dampfdruck und Dichte der siedenden Flüssigkeit nach IAPWS-IF97. Die letzte Spalte ist die theoretische Grenze (Patm − Pv)/(ρ g) bei offenem Behälter (101,325 kPa), ohne Saugverlust und mit NPSHr 0; die reale Saughöhe muss unter diesem Wert minus Saugverlust und NPSHr bleiben.
| Temperatur °C | Dampfdruck kPa | Dichte kg/m³ | Dampfdruckhöhe m | Max. Saughöhe m |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 1,228 | 999,7 | 0,13 | 10,21 |
| 20 | 2,339 | 998,2 | 0,24 | 10,11 |
| 30 | 4,247 | 995,6 | 0,43 | 9,94 |
| 40 | 7,384 | 992,2 | 0,76 | 9,65 |
| 50 | 12,351 | 988,0 | 1,27 | 9,18 |
| 60 | 19,946 | 983,2 | 2,07 | 8,44 |
| 70 | 31,201 | 977,7 | 3,25 | 7,31 |
| 80 | 47,415 | 971,8 | 4,98 | 5,66 |
| 90 | 70,182 | 965,3 | 7,41 | 3,29 |
| 100 | 101,418 | 958,4 | 10,79 | −0,01 |
Nahe 100 °C fällt die Grenze auf null oder darunter: Saugbetrieb ist unmöglich, der Wasserspiegel muss über der Pumpe liegen (Zulauf). In der Höhe senkt der geringere Luftdruck die Grenze bei gleicher Temperatur.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen NPSHa und NPSHr?
NPSHa (Anlage) ist das, was die Anlage am Pumpeneintritt bietet, berechnet aus Druck über dem Wasser, Saughöhe, Saugverlust und Temperatur. NPSHr (Pumpe) ist das, was die Pumpe verlangt; der Hersteller ermittelt es im Versuch, zeigt es in der Kennlinie, und es steigt mit dem Volumenstrom. NPSHa muss im ganzen Betriebsbereich über NPSHr liegen.
Warum kann eine Pumpe heißes Wasser nicht ansaugen?
Mit steigender Temperatur wächst der Dampfdruck schnell, die Dampfdruckhöhe nähert sich der Luftdruckhöhe. Aus einem offenen Behälter lässt sich 20 °C warmes Wasser theoretisch etwa 10 m hoch ansaugen, 80 °C warmes nur etwa 5,7 m und 100 °C heißes gar nicht. Davon gehen noch Saugverlust und NPSHr ab, deshalb erhält Heißwasser meist Zulauf, also einen Wasserspiegel über der Pumpe.
Wie viel NPSH-Reserve braucht man?
Sicher ist nur: Eine Reserve von 0 oder weniger bedeutet Kavitationsgefahr. Die nötige Reserve hängt von Pumpenbauart, Saugzahl, Betriebsbereich und Flüssigkeit ab, eine einzige Zahl gibt es nicht. Prüfen Sie Herstellerangaben und die Hinweise zum NPSH-Sicherheitsverhältnis in ANSI/HI 9.6.1. Die verbreiteten 0,5 bis 1 m oder mehr sind nur eine Faustregel.
Gleichungen und Quellen
Gleichungen des Rechners und der Tabelle. Drücke in kPa werden mit 1000 multipliziert (Pa).
| Posten | Gleichung | Erläuterung · Grundlage |
|---|---|---|
| NPSH der Anlage | NPSHa = (Ps − Pv) / (ρ g) + zs − hfs | Ps Absolutdruck am Wasserspiegel, Pv Dampfdruck, zs Saughöhe (+ Zulauf, − Saugbetrieb), hfs Saugverlust |
| Druck am Wasserspiegel | Ps = Patm + Pg | Patm Luftdruck, Pg Behälterüberdruck (offen 0, Unterdruck negativ) |
| Höhe → Luftdruck | Patm = 101,325 (1 − 2,25577 × 10⁻⁵ z)^5,2559 | z Höhe in m, Ergebnis in kPa. ASHRAE Fundamentals 2017, Kap. 1, Gl. 3 (wie der Rechenkern) |
| Dampfdruck, Dichte | Pv = psat(t), ρ = 1 / vf(t) | IAPWS-IF97 Gebiet 4 Sättigungsdruck, Gebiet 1 spezifisches Volumen der siedenden Flüssigkeit. Wie die Dampftafel |
| Reserve und Verhältnis | ΔNPSH = NPSHa − NPSHr, NPSHa / NPSHr | Reserve 0 oder kleiner bedeutet Kavitationsgefahr. Nötige Reserve mit Hersteller und ANSI/HI 9.6.1 prüfen |
Quellen
- IAPWS R7-97(2012), Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam (IAPWS-IF97): Sättigungsdruck und Volumen der siedenden Flüssigkeit
- ANSI/HI 9.6.1, Rotodynamic Pumps Guideline for NPSH Margin (Werte in der Norm selbst prüfen)
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017, Kap. 1 Psychrometrics, Gl. 3 (Höhe zu Luftdruck, Rechenkern)
Zuletzt aktualisiert: 2026-11-09.