NPSH kalkulátor · rendelkezésre álló NPSH és kavitáció
A szivattyú belépésénél rendelkezésre álló NPSH vízhőmérsékletből, légköri nyomásból (magasság), tartálynyomásból, szívószintből és szívóveszteségből. A gyártói NPSHr megadásával a tartalék és a kavitációveszély is látszik.
NPSH és kavitáció
Ha a szivattyú belépésénél a nyomás a vízhőmérséklethez tartozó gőznyomás alá esik, gőzbuborékok keletkeznek és összeroppannak, rongálják a járókereket, zajt, rezgést és szállítómagasság-csökkenést okoznak. Ez a kavitáció.
A rendelkezésre álló NPSH (NPSHa) azt mutatja, mennyivel marad a belépési nyomás a gőznyomás felett, magasságban (m). A rendszer határozza meg: a víz feletti nyomás, a szint, a szívóveszteség és a hőmérséklet. NPSHa = (Ps − Pv)/(ρ g) + zs − hfs.
A szükséges NPSH (NPSHr) az az érték, amely mellett a szivattyú meghatározott teljesítménycsökkenés nélkül üzemel; a gyártó méréssel adja meg. Az NPSHa-nak kellő tartalékkal az NPSHr felett kell lennie.
Gőznyomás és elméleti legnagyobb szívómagasság vízhőmérséklet szerint
Gőznyomás és telített folyadék sűrűsége az IAPWS-IF97 szerint. Az utolsó oszlop az elméleti határ (Patm − Pv)/(ρ g) nyitott tartálynál (101,325 kPa), nulla szívóveszteséggel és nulla NPSHr-rel; a valós szívómagasságnak ennél a szívóveszteség és az NPSHr levonásával kapott értéknél kisebbnek kell lennie.
| Hőmérséklet °C | Gőznyomás kPa | Sűrűség kg/m³ | Gőznyomás-magasság m | Max. szívás 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 |
100 °C közelében a határ nullára vagy az alá esik: szívás nem lehetséges, a víznek a szivattyú felett kell lennie (hozzáfolyás). Magasabban a kisebb légköri nyomás azonos hőmérsékleten is csökkenti a határt.
Gyakori kérdések
Mi a különbség az NPSHa és az NPSHr között?
Az NPSHa (rendelkezésre álló) az, amit a rendszer a szivattyú belépésénél biztosít; a víz feletti nyomásból, a szintből, a szívóveszteségből és a hőmérsékletből számítjuk. Az NPSHr (szükséges) az, amit a szivattyú igényel; a gyártó méréssel határozza meg, a jelleggörbén adja meg, és a térfogatárammal nő. Az NPSHa-nak a teljes üzemi tartományban nagyobbnak kell lennie az NPSHr-nél.
Miért nem tud a szivattyú forró vizet felszívni?
Ahogy a víz melegszik, gőznyomása gyorsan nő, és a gőznyomás-magasság megközelíti a légköri nyomás magasságát. Nyitott tartályból a 20 °C-os víz elméletileg kb. 10 m-ről szívható fel, a 80 °C-os csak kb. 5,7 m-ről, a 100 °C-os egyáltalán nem. Ebből még a szívóveszteség és az NPSHr is levonódik, ezért a forró vizet általában hozzáfolyással, a szivattyú feletti szinttel tervezik.
Mekkora NPSH-tartalék kell?
Csak egy biztos: a 0 vagy kisebb tartalék kavitációveszélyt jelent. A szükséges tartalék a szivattyú típusától, a szívóoldali fajlagos fordulatszámtól, az üzemi tartománytól és a folyadéktól függ, így nincs egyetlen szám. Nézze meg a gyártói adatokat és az ANSI/HI 9.6.1 NPSH-tartalékarányra vonatkozó ajánlását. A szokásos 0,5-1 m vagy több csak ökölszabály.
Képletek és források
A kalkulátor és a fenti táblázat egyenletei. A kPa nyomást 1000-rel szorozva kapjuk a Pa értéket.
| Tétel | Képlet | Megjegyzés · alap |
|---|---|---|
| Rendelkezésre álló NPSH | NPSHa = (Ps − Pv) / (ρ g) + zs − hfs | Ps abszolút nyomás a felszínen, Pv gőznyomás, zs szint (+ hozzáfolyás, − szívás), hfs szívóveszteség |
| Felszíni nyomás | Ps = Patm + Pg | Patm légköri nyomás, Pg tartály túlnyomása (nyitott 0, vákuum negatív) |
| Magasság → nyomás | Patm = 101,325 (1 − 2,25577 × 10⁻⁵ z)^5,2559 | z magasság m-ben, eredmény kPa. ASHRAE Fundamentals 2017, 1. fejezet, 3. egyenlet (mint a számítómag) |
| Gőznyomás, sűrűség | Pv = psat(t), ρ = 1 / vf(t) | IAPWS-IF97 4. tartomány telítési nyomás, 1. tartomány telített folyadék fajtérfogata. Mint a gőztáblázat |
| Tartalék és arány | ΔNPSH = NPSHa − NPSHr, NPSHa / NPSHr | A 0 vagy kisebb tartalék kavitációveszélyt jelent. A szükséges tartalékot a gyártónál és az ANSI/HI 9.6.1-ben ellenőrizze |
Források
- IAPWS R7-97(2012), Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam (IAPWS-IF97): telítési nyomás és telített folyadék térfogata
- ANSI/HI 9.6.1, Rotodynamic Pumps Guideline for NPSH Margin (az értékeket magában a szabványban ellenőrizze)
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017, 1. fejezet Psychrometrics, 3. egyenlet (magasságból nyomás, számítómag)
Utolsó módosítás: 2026-11-09