Calculadora de NPSH · NPSH disponível e cavitação
Calcule o NPSH disponível na entrada da bomba pela temperatura da água, pressão atmosférica (altitude), pressão do reservatório, nível e perda na sucção. Com o NPSHr do fabricante você vê a margem e o risco de cavitação.
NPSH e cavitação
Quando a pressão na entrada da bomba cai abaixo da pressão de vapor na temperatura da água, formam-se bolhas que colapsam, erodem o rotor e causam ruído, vibração e perda de altura. Isso é a cavitação.
O NPSH disponível (NPSHa) mostra quanto a pressão de entrada fica acima da pressão de vapor, em altura (m). É definido pela instalação: pressão sobre a água, nível, perda na sucção e temperatura. NPSHa = (Ps − Pv)/(ρ g) + zs − hfs.
O NPSH requerido (NPSHr) é o que a bomba precisa para operar sem uma queda de desempenho definida; o fabricante o obtém em ensaio. O NPSHa deve ficar bem acima do NPSHr.
Pressão de vapor e altura máxima teórica de sucção por temperatura
Pressão de vapor e massa específica do líquido saturado pela IAPWS-IF97. A última coluna é o limite teórico (Patm − Pv)/(ρ g) com reservatório aberto (101,325 kPa), perda na sucção zero e NPSHr zero; a altura real de sucção deve ficar abaixo desse valor menos a perda e o NPSHr.
| Temperatura °C | Pressão de vapor kPa | Massa específica kg/m³ | Altura de vapor m | Sucção máx. 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 |
Perto de 100 °C o limite chega a zero ou menos: não é possível aspirar e a água deve ficar acima da bomba (sucção afogada). Em altitude, a pressão atmosférica menor reduz o limite na mesma temperatura.
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre NPSHa e NPSHr?
O NPSHa (disponível) é o que a instalação oferece na entrada da bomba, calculado pela pressão sobre a água, nível, perda na sucção e temperatura. O NPSHr (requerido) é o que a bomba exige; o fabricante o obtém em ensaio, mostra na curva e ele cresce com a vazão. O NPSHa deve superar o NPSHr em toda a faixa de operação.
Por que a bomba não consegue aspirar água quente?
Com a temperatura mais alta, a pressão de vapor cresce rápido e sua altura se aproxima da altura atmosférica. De um reservatório aberto, água a 20 °C pode ser aspirada em teoria cerca de 10 m, a 80 °C só cerca de 5,7 m e a 100 °C nada. Ainda se subtraem a perda na sucção e o NPSHr, por isso água quente costuma ter sucção afogada, com o nível acima da bomba.
Quanta margem de NPSH é necessária?
Só uma coisa é certa: margem 0 ou menor significa risco de cavitação. A margem necessária depende do tipo de bomba, da velocidade específica de sucção, da faixa de operação e do líquido, então não há um número único. Consulte os dados do fabricante e a orientação de razão de margem de NPSH da ANSI/HI 9.6.1. Os comuns 0,5 a 1 m ou mais são apenas regra prática.
Equações e fontes
Equações da calculadora e da tabela acima. Pressões em kPa são multiplicadas por 1000 para obter Pa.
| Item | Equação | Observações · base |
|---|---|---|
| NPSH disponível | NPSHa = (Ps − Pv) / (ρ g) + zs − hfs | Ps pressão absoluta na superfície, Pv pressão de vapor, zs nível (+ afogada, − sucção), hfs perda na sucção |
| Pressão na superfície | Ps = Patm + Pg | Patm pressão atmosférica, Pg pressão manométrica (0 se aberto, negativa com vácuo) |
| Altitude → pressão | Patm = 101,325 (1 − 2,25577 × 10⁻⁵ z)^5,2559 | z altitude em m, resultado em kPa. ASHRAE Fundamentals 2017, cap. 1, eq. 3 (igual ao motor de cálculo) |
| Pressão de vapor, massa específica | Pv = psat(t), ρ = 1 / vf(t) | IAPWS-IF97, região 4 (pressão de saturação) e região 1 (volume do líquido saturado). Igual à tabela de vapor |
| Margem e razão | ΔNPSH = NPSHa − NPSHr, NPSHa / NPSHr | Margem 0 ou menor indica risco de cavitação. Confirme a margem necessária com o fabricante e a ANSI/HI 9.6.1 |
Fontes
- IAPWS R7-97(2012), Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam (IAPWS-IF97): pressão de saturação e volume do líquido saturado
- ANSI/HI 9.6.1, Rotodynamic Pumps Guideline for NPSH Margin (consulte os valores na norma)
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017, cap. 1 Psychrometrics, eq. 3 (altitude para pressão, motor de cálculo)
Última atualização em 2026-11-09.