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CÁLCULODONPSH

 INTRODUÇÃO NET POSITIVE SUCTION HEAD (NPSH) é o termo geralmente usado para avaliar a pressão absoluta de um fluido na entrada de  uma bomba, menos a pressão de vapor do líquido. O NPSHésemprepositivo,umavezqueéexpressoemtermos dealturaabsoluta dacoluna de fluido na sucção da bomba. O termo "NET” refere‐se a pressão real no flange de sucção da bombaenãonacabeçadesucçãoestática. OvalordoNPSHéfundamentalparaocorreto dimensionamento deumabomba. Quandoa pressãodolíquidoforinferiorà pressãodevapor ocorreaformaçãodebolhas devapor que  produzem o efeito chamado de cavitação. A condensação violenta dessas bolhas de vapor provoca uma onda de choque de danifica os componentes internos da bomba criando um ruídocaracterísticoevibraçãoemtodooconjuntomotor/bomba. 

   Exemplosdecavitação: 1.Bombacentrífuga 2.Bombadelóbulos 3.Bombadeengrenagem      1 

 

TEORIAEDEFINIÇÕES

 NPSHR ‐Chamado de NPSH requerido(Required).É a pressão de sucção necessária para garantir a correta operação da bomba. Este valor é determinado experimentalmente pelo fabricante e faz parte da documentação de cada tipo de bomba. Na curva de desempenho (VazãoxPressão)estáplotadaacurvadevariaçãodoNPSHRcomavazão ONPSHR variacomoquadradodavazão, ousejaacavitaçãoémais fácildeocorreremaltas vazões. BombascomdoisoumaisestágiospossuemNPSHRmenorqueasbombasdeumestágio. Para as bombas de deslocamento positivo, como bombas de engrenagem por exemplo, o NPSHR  pode ser sensivelmente diminuído reduzindo a rotação da bomba o que implica na substituiçãodoequipamentoporumabombamaiorparamanteramesmavazão.  

NPSHA  ‐  Chamado de NPSH disponível  (Available). É o valor calculado a partir das característicasdofluidoedosacessórioselocalizaçãodabomba. Para que a condição de bombeamento seja satisfatória, sem perigo de haver cavitação, a seguintecondiçãodeveráserseguida: 



NPSHA>NPSHR

DependendodolíquidoarelaçãoNPSHA/NPSHRpodevariarde1,1a2,5  EQUAÇÃOGERAL 





NPSHA=HA±HZ‐HF+HV‐HVP

  HA‐Pressãoabsolutanasuperfíciedotanquedeabastecimento.  Unidademcl(metrosdecolunadelíquido)  Para tanques abertos é a própria pressão atmosférica local que varia com a altitude em relação ao nível do mar e também pelas condições atmosféricas comotemperaturaeumidadedoar.  Mesmotanquessobvácuotempressãoabsolutapositiva.  Para tanques pressurizados ou sob vácuo o valor de HA   será a pressão atmosféricalocalmaisoumenosapressãomanométricadotanque

2 

 



HZ‐Distânciaverticaldasuperfíciedolíquidodentrodotanquedeabastecimentoatéalinha decentrodabomba.  Unidade‐metros

HF‐Valorreferenteàperdadecarganasucçãodabomba.  Unidademcl(metrosdecolunadelíquido)  Éapressãonecessáriaparasuperararesistênciaaofluxonotuboeacessórios alinhadesucção.  Dependedodiâmetroedomaterialdatubulação,dotipoequantidadede válvulas,filtros,curvas,etc.edadistânciadabombaatéotanque.  Dependedaspropriedadesdofluidocomoviscosidadeedensidade.

HV‐Valorvinculadoàvelocidadedofluido  Unidademcl(metrosdecolunadelíquido)  Comoestevalorémuitopequeno,normalmenteédesprezado.

HVP‐Pressãodevaporabsolutadolíquidonatemperaturadebombeamento  Unidademcl(metrosdecolunadelíquido)  Variadeacordocomotipodefluidoaserbombeadoeamedidaquea temperaturaaumentaapressãodevaportambémaumenta.

CÁLCULOS 

Por uma questão de coerência trabalhar com a unidade de metros de coluna de líquido,ousejametrosdecolunadeágua, metrosdecoluna deamônia, metrosdecoluna de óleo,etc. 

Emprimeirolugardefiniraspropriedadesdolíquidoqueserábombeado:

3 

   

Composição‐águapura;água+NaCl:Amônia:SodaCáusticadiluída,etc T‐Temperatura(°C)



ρ1‐Densidade(Kg/m³)



µ1‐Viscosidade(Cp)  Cp(centiPoise)=0,001N.s/m²=0,001Kg/m.seg 

HA‐Tanqueaberto  Calcular apressão atmosférica local em função daaltitude, ouobtenha este valor no institutodemeteorologiaquenormalmenteéfornecidoemkPa(KiloPascal). 

Converterparamca 󰇟󰇠 



󰇟󰇠  ,



Ex.‐Altitudede1000metrospressãoatmosférica89,9kPa



89,9kPa=9,17mca

PressãoAtmosférica xAltitude PressãoAtmosférica‐ kPa

120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 ‐500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Altitudeemrelaçãoaoníveldomar‐ metros

 

HA‐Tanquepressurizado  Apressãodotanqueémedidaatravésdemanômetros,vacuômetrosoutransmissores de pressão que fornecem o valor em  [Kgf/cm²]  ou  [bar] , porém estes valores não são absolutos,ou sejachamamosestaspressõesde“manométricas”,“relativas”ou“gage”esão designadas como [barg]  “bar gage ou bar manométrico”. Estes instrumentos são calibrados emZEROparaapressãoatmosféricalocal. PRPressãorelativainformadapeloinstrumentodemedição[barg]ou[Kgf/cm²g]  A pressão relativa será positiva para tanques pressurizados e negativa para tanques sobvácuo. 

Converterparamca

4 

  





ou





 󰇟󰇠   󰇟󰇠  10,197

 󰇟󰇠   󰇟/ 󰇠  10

PabPressãoabsoluta[mca] PatmPressãoatmosféricalocal[mca](videcálculoacima) 

󰇟󰇠   󰇟󰇠    󰇟󰇠





HZ‐Distânciaverticaldasuperfíciedolíquidodentrodotanquedeabastecimentoatéalinha decentrodabomba.  Unidade‐metros  Estevalorépositivoquandooníveldolíquidoestáacimadalinhadecentroda bomba enegativoquandoonívelestiver abaixodalinha decentro.Estevalor variaemfunçãodavariaçãodoníveldelíquidodentrodotanque. 

Consideresempreomenornívelesperadodotanque.

HF‐Estevaloréaperdadecarganalinhadesucção  Na tabela de perda de carga localizada, pode‐se determinar o comprimento equivalente de tubulação para cada acessório da linha de sucção, como curvas 90° e 45°, válvulas,reduções,flanges,filtros,etc.emfunçãododiâmetro datubulação.A somatória dos valores individuais fornecerá o comprimento equivalente em metros que adicionado ao comprimentorealdatubulaçãopermitirádeterminaraperdadecargaemmetros. Este cálculoseráobjetodeumartigotécnicoqueemitiremosbrevemente.

HVP‐Pressãodevapordolíquidonatemperaturadebombeamento.

Pressão(mcl)

PressãodeVapordaÁguaxTemperatura

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Temperatura(°C)

 Com todos estes valores calculados determina‐se o NPSHA  cujo valor deve ser comparado comoNPSHRobtidonacurvadabomba.

5 

  Searelação: NPSHA

> NPSHR x1,1 forverdadeiranãohaveráproblemasde

cavitação no sistema de bombeamento, caso contrário algumas providencias poderão ser tomadas:      

Aumentaraalturadotanque Abaixarabomba Aumentarodiâmetrodalinhadesucção Eliminaracessóriosnalinhadesucção Trazerabombamaispertodotanque Controlaratemperaturadolíquido 

Paraavaliaçãodo NPSHadeumabombainstaladaeemoperaçãorecomenda‐seinstalar um manovacuômetronasucção dabombaomaispróximopossível doflange dabomba.Façaa leitura do valor indicado no instrumento e transforme este valor para metros de coluna de líquido. Agora subtraia o valor da pressão de vapor do líquido nas condições normais de  operaçãotransformadatambémemmetrosdecolunade liquido.Seovalorobtidoformenor queoNPSRrvocetemproblemasdecavitação. Transformarmca(metrosdecolunadeágua)emmcl(metrosdecolunadelíquido) Calcularopesoespecíficodofluido:      

ρ1=Densidade[Kg/m³] Ƴ1 = PesoEspecífico[Kgf/m³]ou[N/m³] g=9,807m/s²  PesoespecíficodaáguaƳ2=1000[Kg/m³]x9,807[m/s²]=9807N/m³~1000Kgf/m³ 

h2[mca]



h1[mcl]   

 



6 ...