Dostępna nadwyżka antykawitacyjna układu ma oznaczenie literowe NPSHA (Net Positive Suction Head Available). Określa ona poziom nadwyżki energii cieczy w układzie ponad granicę jej wrzenia. Wielkość NPSHA układu jest tożsama z ogólną definicją NPSH.
NPSHA={p \over \rho \cdot g}+{c^2 \over 2 \cdot g}-{p_v \over \rho \cdot g} (1)
Aby ciecz nie wrzała (aby nie wystąpiła kawitacja):
- w rurociągu musi być spełniony warunek 2
NPSHA > 0 (2)
- w pompach i armaturze musi być spełniony warunek 3
NPSHA > NPSHR (3)
NPSHA - nadwyżka antykawitacyjna układu NPSHR - wymagana nadwyżka antykawitacyjna pompy lub armatury p - ciśnienie (ciśnienie absolutne) c - prędkość cieczy pv - ciśnienie wrzenia (prężności par) przetłaczanej cieczy ρ - gęstość cieczy
W analizie pracy układu pompowego wartość NPSHA może być wyznaczone w każdym węźle, jak to pokazano na rys. 1.
Rys.1. NPSHA w węzłach układu pompowego [program HydroNet]
Wystąpienie wartości ujemnej NPSHA w węźle oznacza, że lokalnie w jego okolicach nastąpi odparowanie cieczy (wrzenie). Sytuacja ta prowadzi do powstania nieciągłości przepływu i wymaga szczegółowej analizy.
Szczególne znaczenie ma analiza zmian wartości NPSHA w węźle na ssaniu pompy.
Rys. 2. Bilans wysokości ciśnienia w węźle na ssaniu pompy (w króćcu ssawnym)
Dla przyjętego poziomu odniesienia jak na rys. 2, sposób określenia NPSHA w króćcu ssawnym ulegają znacznemu uproszczeniu. Przy pracy z napływem wartości pms i Hs są dodatnie. Położenie manometru Δzs nad poziomem odniesienia (najczęściej osią pompy) jest także dodatnie.
Rys. 3. Bilans wysokości ciśnienia na ssaniu pompy, wykres Ancony
MPSHA na podstawie pomiaru ciśnienia
NPSHA ={p_b \over \rho \cdot g} + {p_{ms} \over \rho \cdot g} + \Delta z_s + {c_s^2 \over 2 \cdot g} - {p_v \over \rho \cdot g} (4)
MPSHA na podstawie geometrii układu
NPSHA ={p_{b śr} \over \rho \cdot g} - \Delta H_b + H_{zs} + {p_{md} \over \rho \cdot g} - h_{ss} - {p_v \over \rho \cdot g} (5)
pb - ciśnienie barometryczne pb śr - średnie ciśnienie barometryczne (dla rzędnej terenu) Δpb - pogodowy spadek (zapas) ciśnienia barometrycznego ps - absolutne ciśnienie na ssania pms - manometryczne ciśnienie ssania Δzs - położenie manometru na ssaniu pms - manometryczne ciśnienie w zbiorniku dolnym Hzs - geometryczna wysokość ssania - położenie lustra cieczy hss - wysokość strat w króćcu ssawnym cs - prędkość cieczy w króćcu ssawnym pv - ciśnienie prężności par Hs - wysokość ssania.
Wysokość strat w rurociągu ssawnym hss zależy od przepływu. Wartość NPSHA układu maleje z kwadratem przepływu w rurociągu ssawnym. Przebieg typowej charakterystyki układu na ssaniu pompy pokazano na rys. 4.
Rys. 4. Zmiana dostępnej nadwyżki antykawitacyjnej NPSHA z wydajnością pompy
PAMIĘTAJ !
- NPSHA – zależy od ciśnienia barometycznego
- NPSHA – zależy od ciśnienia prężności par a zatem od temparatury
- NPSHA – zależy od ciśnienia ciśnienia w zbiorniku dolnym
- NPSHA – zależy od wysokości ssania (na ssaniu) Hs
- NPSHA – zależy od strat w rurociągu ssawnym hss
- NPSHA – maleje wraz ze wzrostem przepływu
- Jeżeli mierzymy ciśnienie gazu nie uwzględniamy położenia manometru
Warto sprawdzić