NPSH (Net Positive Suction Head)
Altura Neta Positiva de Aspiración
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Bomba centrifuga
¿Qué es la cavitación?
Cuando en una canalización la presión desciende por debajo de la presión de vapor, las moléculas de líquido pasan a estado gaseoso, formando burbujas.
Entonces, esas «burbujas» se desplazan dentro del flujo de líquido hacia zonas donde la presión es más elevada, donde vuelven a condensar de manera súbita.
Es como si el líquido que rodea estas burbujas las aplastara. Esto provoca ondas de presión y puntos donde se generan picos de presión muy elevados, al producirse la «implosión»
de las burbujas.
¿Qué es la cavitación?
Esto debilita el material y puede generar picaduras y oxidación, además de ruidos y vibraciones. Así, con el paso del tiempo, este fenómeno conduce a un deterioro prematuro de los equipos, que en algunos casos puede ser muy rápido.
En los casos de cavitación moderada, el líquido puede seguir fluyendo, aún con una cierta reducción del caudal y el rendimiento de la bomba con respecto a su funcionamiento nominal.
En un caso grave, puede incluso ocurrir que el equipo no sea capaz de bombear en absoluto.
¿Cómo evitar la cavitación?
Cuando la altura de aspiración es muy grande, o las pérdidas de carga en el circuito de aspiración muy elevadas, la presión disponible en la entrada de la bomba es muy escasa. Es en estos casos cuando hay mayor riesgo de cavitación. Si la presión baja demasiado, por debajo de la presión de vapor del fluido, el líquido comienza a evaporarse, formando burbujas que explotan al llegar al impulso, dañándolo.
Por este motivo, para evitar la cavitación, se debe asegurar de que se respete la condición de NSPH disponible superior a NPSH requerida.
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¿Cómo evitar la cavitación?
Para que una bomba funcione correctamente debe cumplirse la siguiente condición:
Para mayor seguridad, se sugiere que diseñar las instalaciones para que la NPSH disponible supere a la requerida en al menos 0,5 m.
En la medida de lo posible, se diseñan las instalaciones de tal manera que las bombas estén en carga, es decir, que el nivel de líquido quede por encima del nivel del cuerpo de la bomba, de forma que ésta esté siempre llena de líquido. Sin embargo, esto no siempre es posible y en ocasiones no hay otra alternativa que instalar bombas en aspiración: en este caso, la bomba debe succionar el líquido que queda por debajo de ella:
¿Cómo evitar la cavitación?
La NPSH se define como la diferencia entre la presión del líquido, tomando como referencia la altura del eje del impulsor de la bomba y la presión de vapor del líquido, a la temperatura de funcionamiento.
Antecedente del NPSH
NPSH se calcula con cabeza de presión a lo largo de todo el sistema
Esquema de instalación de una bomba que debe hacer subir el fluido de un nivel a otro
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Antecedente del NPSH
Se trata de la diferencia entre la presión del liquido en el eje del impulsor y la presión de vapor del liquido a temperatura de bombeo.
Presión absoluta mínima a la entrada de la bomba para no producir cavitación.
El NPSH requerido depende :
De las características de la bomba y no de las características de la instalación
Es variable para cada bomba y siempre es positivo y cambia según el caudal y el numero de revoluciones de la bomba.
Los valor y la curva son suministrados por el fabricante
El valor informa sobre la capacidad de aspiración de la bomba en un punto determinado de la curva característica de funcionamiento
Cuanto menor es el NPSH requerido tanto mayor es su capacidad de aspiración.
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Antecedente del NPSH
El NPSH disponible depende :
De las características de la Instalación.
Equivale a la reserva total de presión por encima de la tensión de vapor del fluido y que se encuentra disponible en la zona de la brida de aspiración de la bomba.
Se debe calcular
Este valor resume en un solo concepto todas las características de la instalación que influye en la altura de aspiración de la bomba.
El NPSH disponible ≥ NPSH requerido + 0,5
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Tipos de instalación
Una Instalación de bombeo puede ser en carga o en aspiración
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Calculo de NPSH disponible
Si la instalación es en Carga
Si la instalación es en Aspiración
Pl = presión sobre el liquido.
Pv = presión de vapor del liquido.
Ha = altura de aspiración en metro.
Ha = perdida de carga en metro.
Tabla de tensión de vapor en mca
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Curva de NPSH requerido – Bomba
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NPSH disponible
Entonces, según la definición de NPSH:
Para empezar a determinar P2, se partirá del principio de Bernoulli, que establece que la energía del fluido se conserva:
En esta ecuación:
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NPSH disponible
En este caso, se tendrá la misma velocidad en el punto (1) y el punto (2), por lo que se simplifican estos términos de la ecuación. Además, en el punto (1), la presión del fluido es igual a la presión atmosférica (P1 = Patm)
Por lo tanto, se puede deducir el valor de P2 mediante la siguiente expresión:
La fórmula anterior se ha expresado en unidades de presión. Para trabajar con la NPSH se transformará en altura de fluido (metros de columna de líquido, m.c.a si es agua):
Y, por lo tanto, la NPSH disponible valdrá:
