เครื่องคำนวณ NPSH · NPSHa และการตรวจคาวิเทชัน

หา NPSHa ที่ทางเข้าปั๊มจากอุณหภูมิน้ำ ความดันบรรยากาศ (ความสูง) ความดันถังด้านดูด ระดับน้ำ และการสูญเสียด้านดูด ใส่ NPSHr ของผู้ผลิตเพื่อดูส่วนเผื่อและความเสี่ยงคาวิเทชัน

NPSH และคาวิเทชัน

เมื่อความดันที่ทางเข้าปั๊มต่ำกว่าความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิน้ำนั้น จะเกิดฟองไอแล้วยุบตัว กัดกร่อนใบพัด ทำให้เกิดเสียง การสั่น และเฮดลดลง นี่คือคาวิเทชัน

NPSHa บอกว่าความดันที่ทางเข้าปั๊มสูงกว่าความดันไอเท่าใด ในหน่วยเฮด (m) ขึ้นกับระบบ ได้แก่ ความดันเหนือผิวน้ำ ระดับน้ำ การสูญเสียด้านดูด และอุณหภูมิ NPSHa = (Ps − Pv)/(ρ g) + zs − hfs

NPSHr คือค่าที่ปั๊มต้องการเพื่อทำงานโดยสมรรถนะไม่ลดลงเกินที่กำหนด ผู้ผลิตหาจากการทดสอบ NPSHa ต้องมากกว่า NPSHr อย่างเพียงพอ

ความดันไอและความสูงดูดสูงสุดทางทฤษฎีตามอุณหภูมิน้ำ

ความดันไอและความหนาแน่นของของเหลวอิ่มตัวคำนวณด้วย IAPWS-IF97 คอลัมน์สุดท้ายคือขีดจำกัดทางทฤษฎี (Patm − Pv)/(ρ g) เมื่อถังเปิด (101.325 kPa) ไม่มีการสูญเสียด้านดูดและ NPSHr เป็น 0 ความสูงดูดจริงต้องต่ำกว่าค่านี้ลบการสูญเสียด้านดูดและ NPSHr

อุณหภูมิ °Cความดันไอ kPaความหนาแน่น kg/m³เฮดความดันไอ mดูดสูงสุด m
101.228999.70.1310.21
202.339998.20.2410.11
304.247995.60.439.94
407.384992.20.769.65
5012.351988.01.279.18
6019.946983.22.078.44
7031.201977.73.257.31
8047.415971.84.985.66
9070.182965.37.413.29
100101.418958.410.79−0.01

ใกล้ 100 °C ขีดจำกัดลดลงเป็น 0 หรือต่ำกว่า จึงดูดยกไม่ได้และต้องให้ผิวน้ำสูงกว่าปั๊ม (น้ำไหลเข้าเอง) ที่สูงความดันบรรยากาศต่ำกว่าจึงทำให้ขีดจำกัดลดลงที่อุณหภูมิเดียวกัน

คำถามที่พบบ่อย

NPSHa กับ NPSHr ต่างกันอย่างไร

NPSHa คือค่าที่ระบบให้ที่ทางเข้าปั๊ม คำนวณจากความดันเหนือผิวน้ำ ระดับน้ำ การสูญเสียด้านดูด และอุณหภูมิน้ำ NPSHr คือค่าที่ปั๊มต้องการ ผู้ผลิตหาจากการทดสอบและแสดงบนเส้นโค้ง ค่านี้เพิ่มขึ้นตามอัตราการไหล NPSHa ต้องมากกว่า NPSHr ตลอดช่วงการทำงาน

ทำไมปั๊มดูดยกน้ำร้อนไม่ได้

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความดันไอเพิ่มขึ้นเร็วและเฮดความดันไอเข้าใกล้เฮดบรรยากาศ จากถังเปิด น้ำ 20 °C ดูดยกได้ตามทฤษฎีราว 10 m แต่ 80 °C ได้เพียงราว 5.7 m และ 100 °C ดูดไม่ได้เลย ยังต้องหักการสูญเสียด้านดูดและ NPSHr ออกอีก น้ำร้อนจึงมักออกแบบให้ผิวน้ำสูงกว่าปั๊ม (น้ำไหลเข้าเอง)

ควรเผื่อ NPSH เท่าใด

สิ่งที่แน่นอนมีเพียงข้อเดียว คือส่วนเผื่อ 0 หรือน้อยกว่าเสี่ยงคาวิเทชัน ส่วนเผื่อที่ต้องการขึ้นกับชนิดปั๊ม ความเร็วจำเพาะด้านดูด ช่วงการทำงาน และของเหลว จึงไม่มีตัวเลขเดียว ให้ตรวจข้อมูลผู้ผลิตและแนวทางอัตราส่วนส่วนเผื่อ NPSH ใน ANSI/HI 9.6.1 ค่า 0.5 ถึง 1 m ขึ้นไปที่ใช้กันทั่วไปเป็นเพียงหลักโดยประมาณ

สมการและที่มา

สมการที่เครื่องคำนวณและตารางด้านบนใช้ ความดัน kPa คูณ 1000 เป็น Pa

รายการสมการคำอธิบาย · ที่มา
NPSHaNPSHa = (Ps − Pv) / (ρ g) + zs − hfsPs ความดันสัมบูรณ์เหนือผิวน้ำ, Pv ความดันไอ, zs ระดับน้ำ (+ ไหลเข้าเอง, − ดูดยก), hfs การสูญเสียด้านดูด
ความดันเหนือผิวน้ำPs = Patm + PgPatm ความดันบรรยากาศ, Pg ความดันเกจของถัง (เปิด 0 สุญญากาศเป็นลบ)
ความสูง → ความดันPatm = 101.325 (1 − 2.25577 × 10⁻⁵ z)^5.2559z ความสูง m ผลเป็น kPa ASHRAE Fundamentals 2017 บทที่ 1 สมการ 3 (เหมือนเครื่องคำนวณ)
ความดันไอ ความหนาแน่นPv = psat(t), ρ = 1 / vf(t)IAPWS-IF97 บริเวณ 4 ความดันอิ่มตัว บริเวณ 1 ปริมาตรจำเพาะของของเหลวอิ่มตัว เหมือนตารางไอน้ำ
ส่วนเผื่อและอัตราส่วนΔNPSH = NPSHa − NPSHr, NPSHa / NPSHrส่วนเผื่อ 0 หรือน้อยกว่าเสี่ยงคาวิเทชัน ส่วนเผื่อที่ต้องการให้ตรวจกับผู้ผลิตและ ANSI/HI 9.6.1

แหล่งอ้างอิง

แก้ไขล่าสุด 2026-11-09