NPSH (Net Positive Suction Heat)

NPSH (Net Positive Suction Heat)

NPSH (Altura Neta Positiva en la aspiración), es la diferencia entre la presión del líquido a bombear referida al eje del impulsor y la tensión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo, se debe conocer el NPSH disponible en la instalación y el NPSH requerido por la bomba.

NPSH disponible: es función de la instalación e independiente del tipo de bomba, se determina por la formula:

donde
ρ es la densidad del líquido en kilogramo por metro cúbico.
Pa es la presión en el nivel de aspiración, en kilogramo por metro cuadrado.
Ha es la altura geométrica de aspiración en metros.
Pca es la pérdida de carga en la línea de aspiración, en metros.
Pv es la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo, en kilogramo por metro cuadrado.

NPSH requerido: es el dato básico y característico de cada tipo de bomba, variable según modelo, tamaño y condiciones de servicio, por tanto es un dato facilitar por el fabricante en sus curvas de operación,

donde
Hz es la presión mínima necesaria a la entrada del rodete, en m.c.a..
es la presión cinética correspondiente a la velocidad de entrada del líquido en la boca de aspiración, en m.c.a. (para Va en m/s).

Recomendaciones para aumentar el NPSH disponible en una instalación:

Disminuir la altura geométrica de la instalación.
Disminuir la temperatura del líquido bombeado.
Disminuir la velocidad de aspiración, aumentando el diámetro de la tubería de aspiración.
Utilizar válvulas en general de bajo coeficiente de fricción.
Utilizar tubería en la aspiración de bajo coeficiente de fricción.

La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito: si la presión en el circuito es menor que la presión de vapor del líquido, éste entrará en ebullición, produciéndose el fenómeno de cavitación, que puede dificultar o impedir la circulación de líquido, y causar daños en los elementos del circuito.

La NPSH disponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la cavitación. Las causas más frecuentes de que esta condición no se cumpla son dos:

- Aumento de la pérdida de carga en la línea de aspiración, bien por obstrucción de la tubería, bien por funcionamiento de la bomba con la válvula de aspiración semicerrada.
- Aumento de la presión de vapor del líquido al aumentar su temperatura, por ejemplo si el líquido a bombear se refrigera previamente, y esta refrigeración falla.

Cavitación

Para un correcto funcionamiento de la bomba, es necesario disponer de una presión mínima en la entrada del impulsor, por lo tanto debe cumplirse:
NPSH disponible => NPSH requerido

Cuando la bomba opera con una aspiración excesiva, se desarrolla una presión de succión baja en la entrada de la misma, la presión disminuye hasta que puede crearse un vacio y el líquido se convierte en vapor, si la presión en la tubería es mas baja que la tensión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo; El flujo del líquido en la bomba desaparece (punto de corte) debido a que se ha alcanzado el límite de la capacidad de aspiración con esta presión de entrada. Cuando la presión de entrada esta a punto de alcanzar el punto de vaporización, las bolsas de vapor forman burbujas en el lado posterior del alabe impulsor, cerca de su base; conforme una burbuja se desplaza del área de baja presión cerca del extremo del álabe la burbuja desaparece, se deshace tan rápidamente que el líquido golpea el álabe fuertemente, a veces con la intensidad de que puede desprender pequeñas partículas del impulsor, el ruido que se oye en el exterior de la bomba durante la cavitación es causado por la explosión de las burbujas de vapor.

Burbujas de vapor dañando el álabe .

Los males comunes causados por la cavitación son picaduras, vibración y ruidos.
Una cavitación severa viene acompañada de ruido excesivo y daños a la bomba, una cavitación moderada puede no producir más que una pequeña reducción de caudal, altura, rendimiento y desgaste prematuro de la bomba.

Para evitar la cavitación podemos definir la condición que tiene que cumplir la presión del sistema en la entrada: pentrada > pvapor. O sea, teniendo en cuenta las presiones:
patmosférica ± psucción – pfricción – pbomba > pvapor, donde psucción es la presión hidrostática ρgh (-para succión, + para succión sobre la bomba ), pfricción expresa la
fricción en la tubería de succión y pbomba la baja de presión generado por la bomba.