NPSH (Net Positive Suction Head)

NPSH (Net Positive Suction Head) Чистый Гидравлический Напор насоса. Кавитация

Получить консультацию

NPSH «Net Positive Suction Head»

(перевод - чистый гидравлический напор) или так называемый кавитационный запас - важнейшая величина для оценки всасывающей способности насоса. NPSH определяет минимальное давление на входе в насос, требуемое для работы без кавитации.

Кавитация

(от лат. cavita — пустота) — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков вакуума в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или пустот), которые могут содержать разреженный пар. Производит впечатление как будто в насос насыпали гравий.

Более информативно можно описать так этот процесс (имеется ввиду кавитация) следующим образом: 

Процесс образования в перекачиваемой жидкости пузырьков пара, т. е.  давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости падает ниже абсолютного давления жидкости в зоне входа на лопасти рабочего колеса насосного агрегата. При движении пузырьков таким образом постоянно возрастает давление жидкости, окружающей пузырьки пара. Когда пузырёк достигает зоны, в которой давление окружающей жидкости больше, чем давление внутри пузырька, пузырёк разрушается.

Связь между кавитацией и NPSH

NPSH определяет минимальное давление на входе в «данный конкретный насос» (прим. даже у одного производителя для одного и того же типоразмера насоса показатель NPSH может быть разныйтребуемый для работы без кавитации.

На значение NPSH влияют тип рабочего колеса, количество оборотов двигателя (rpm), а также тип перекачиваемой жидкости. Внешними факторами, влияющими на NPSH, являются температура перекачиваемой жидкости и атмосферное давление.

Различают два значения NPSH: 

NPSHr «required» – требуемый кавитационный запас, т. е. необходимый для работы насоса) – требуемое значение подпора на всасывающем патрубке насоса. NPSHr для каждого насоса определяется испытаниями на заводе-производителе, но эти испытания проводятся на чистой, холодной воде. 

NPSHa «available»  располагаемое «доступное» значение подпора на всасывающем патрубке насоса.

NPSHa (системы) всегда должен быть больше NPSHr (насоса) «NPSHa> NPSHr». Это условие должно выполняться всегда при выборе насосов. 

 

                                              

Вариант 1. Открытая система. Режим самовсасывания.


NPSHa = Pa - ( Vp + Ls + Hf )

Pа - атмосферное давление ( Pa=10,33 м);

Vр - Давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре жидкости;

Ls - Максимальная высота всасывания;

Hf - Потери на трение во всасывающем трубопроводе при требуемой производительности насоса;

 

Вариант 2. Закрытая система. Режим самовсасывания.


NPSHa = Pa +P1 - ( Vp + Ls + Hf ) 

Pа - атмосферное давление, в метрах ( Pa=10,33 м); 

P1 - Давление на поверхности жидкости в закрытой емкосте (избыточное давление);

Vр - Давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре жидкости; 

Ls - Максимальная высота всасывания; 

Hf - Потери на трение во всасывающем трубопроводе при требуемой производительности насоса;

Вариант 3. Открытая система. Работа с подпором.


NPSHa = Pa +Lh - ( Vp + Hf )

Pа - атмосферное давление, в метрах ( Pa=10,33 м);

Lh - Максимальная высота подпора; 

Vр - Давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре жидкости; 

Hf - Потери на трение во всасывающем трубопроводе при требуемой производительности насоса;

Вариант 4. Закрытая система. Работа с подпором.


NPSHa = Pa +P1 +Lh - ( Vp + Hf )

Pа - атмосферное давление, в метрах ( Pa=10,33 м);

P1 - Давление на поверхности жидкости в закрытой емкосте (избыточное давление);

Lh - Максимальная высота подпора;

Vр - Давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре жидкости; 

Hf - Потери на трение во всасывающем трубопроводе при требуемой производительности насоса;

Рисунок 1 (повреждение рабочего колеса от кавитации)


Возможно, наиболее очевидным эффектом кавитации в насосах является повреждение рабочего колеса. Пример разрушения (схлопывания) пузырьков воздуха в области лопаток рабочего колеса насосного агрегата (отслаивание частей металла). Урон от кавитации зависит как от свойств материала импеллера так и от перекачиваемой жидкости.   

Рисунок 2 (кавитация в агрессивной эрозионной жидкосте)


Повреждения от кавитации на кромках лезвия рабочего колеса, которое усугубилось тем, что работа была в агрессивной эрозионной среде. 

Рисунок 3 (провал рабочей точки по кривой рабочей характеристики)


На этой крыльчатке последствия кавитации вблизи ступицы. Насос работал на рециркуляции. Проблемы появились с изменением скорости вращения и последующим смещением рабочей точки по кривой насоса вправо.  

Рисунок 4 (Забивание «Clogging» и кавитация «cavitation»)


Неправильный подбор типа рабочего колеса для конкретных процессов. Мусор и длинноволокнистые включения цепляются за переднюю кромку рабочего колеса. Со временем это приводит к деформации рабочего колеса. Уменьшение площади между лопастями приведет к возникновению зоны низкого давления. Здесь и появляются кавитационные пузырьки. 

Форма обратной связи

Пожалуйста, заполните данную форму,
и мы обязательно с Вами свяжемся.


г.Киев, переулок Лабораторный,1
(Ориентир НСК"Олимпийский", Федерация Футбола Украины)

v_korotin@ukr.net

+38067 878 47 48