Begreppet NPSH

Begreppet NPSH förekommer ofta i pumpsammanhang och då i samband med ett annat begrepp, nämligen kavitation. NPSH står för Net Positive Suction Head och kan förklaras i ord med följande definition.

NPSH = skillnaden mellan totaltrycket på pumpens sugsida p_os och vätskans ångbildningstryck p_å mätt i meter vätskepelare.

Utgående från definitionen erhålles efter omskrivning av p_os i Ekv. 3.31

Ekv 3.31

NPSH-värdet är således helt bestämt av parametrar relaterade till anläggningen och oberoende av pumpens konstruktion. i förtydligande syfte används ofta benämningarna anläggningens NPSH eller tillgängligt NPSH (NPSH_tillg).

Om man i en anläggning exempelvis ökar den geodetiska sughöjden h_s, kommer NPSH_tillg att minska. Samtidigt sjunker p_min enligt ekvation 3.30 och kavitationsrisken ökar. Kavitation inträder då p_min = p_å. Då gäller Ekv 3.32

Ekv 3.32

dvs NPSH-värdet är i just detta tillstånd (inträdande kavitation) direkt kopplat till pumpens egenskaper. NPSH-värdet vid inträdande kavitation benämnes erforderligt NPSH (NPSH_erf)

Ekv 3.33

och är ett mått på pumpens kaviationskänslighet. Eftersom NPSH_erf bestäms av pumpens konstruktiva utformning, lämnar pumptillverkaren uppgift om storleken av NPSH_erf vid olika volymströmmar tillsammans med andra pumpdata.

Figur 3.33 Exempel på pumpprestanda vid konstant varvtal

För att undanröja tveksamhet med innebörden i uttrycket inträdande kavitation anges i pumpprovningsnormerna* kriterier för bestämning av NPSH_erf. Enligt figur 3.34 är NPSH_erf det NPSH-värde för vilket uppfordringshöjden H vid aktuell volymström på grund av kavitation reducerats ett visst belopp ΔH. För standardpumpar är ΔH ungefär 3 % av H.

Figur 3.34 Experimentell bestämning av erforderligt NPSH (NPSHerf)

Att helt förhindra kavitation i en pump skulle ställa sig ganska så kostsamt. Villkoret för vad man i ett praktiskt fall brukar kalla kavitationsfri drift (H < 3 % av H) kan uttryckas med sambandet enligt ekvation 3.34.

Ekv 3.34

Samma vilkor kan också tecknas

Ekv 3.35

Med  p_min avses då det minsta trycket vid ett för pumpens funktion väsentligt ställe (ej lokalt i spalt, i hörn, vid skarp kant etc).

NPSH_erf är beroende av pumpvarvtalet. Vid en och samma pump ändras NPSH_erf kvadratiskt med varvtalet.

Ekv 3.36

Detta samband gäller för mindre varvtalsändringar* under förutsättning av likformiga hastighetstrianglar, dvs då samtidigt

Ekv 3.37

Figur 3.35 NPSHerf vid ändrat pumpvarvtal

* Se ISO 2548, SMS 363
ISO 3555