Positif Net Suction Head (NPSH) adalah salah satu faktor yang paling disalahpahami dampak yang memompa kinerja dan siklus hidup. Dalam Putih ini Kertas, kami akan memberikan gambaran tentang faktor-faktor berdampak NPSH dan bagaimana meningkatkan pengambilan keputusan proses pemilihan pompa dan penyelesaian masalah.

PENGANTAR

Kavitasi, yaitu keberadaan "rongga" dalam cairan dalam pompa, adalah sayangnya kejadian umum. Istilah itu sendiri membawa ke pikiran hancur impeller, sistem yang tidak beroperasi dengan benar, dan suara "memompa kerikil. "Kavitasi, bagaimanapun, adalah bukan masalah tapi bukan gejala dari masalah. Dua sumber kavitasi ada, yang keduanya merupakan apa yang membentuk rongga. Pertama sumber entrained udara dalam cairan. Kondisi ini ada karena sifat dari makhluk cairan dipompa (seperti udara air sarat) atau sifat sistem pemompaan di mana pompa dipasang (seperti di pompa mana vortexing menarik udara ke dalam hisap pompa). Udara entrained tidak ada hubungannya dengan NPSH dan tidak akan dibahas dalam White Paper ini. Sumber kedua adalah adanya uap cairan dalam cairan. Uap ini dapat, dan tidak, ada saat tidak ada udara dalam sistem. Karena sangat sifat cairan adalah menuju keadaan gas, kekuatan eksternal harus diterapkan untuk menjaga bentuk cair. Jumlah energi yang dibutuhkan bervariasi dengan suhu dan tekanan dan disebut Tekanan uap, yang akan dibahas dalam lanjut rinci nanti di White Paper ini. Karena semua cairan memiliki kecenderungan alami untuk gas menjadi, jika diizinkan, uap ini bisa eksis di semua sistem fluida. Ketika jumlah ini uap (gas) melebihi tingkat yang dapat diterima, maka masalah muncul. Sumber kavitasi terkait dengan NPSH akan dijelaskan dalam tulisan ini.

GAMBARAN

Sebelum membahas NPSH, penting untuk diingat sentrifugal dasar pompa: pompa adalah mesin yang menambahkan energi untuk cairan untuk tujuan meningkatkan tekanan atau bergerak sepanjang pipa. Sebuah pompa sentrifugal menyelesaikan ini melalui tindakan baling-baling. Sebagai cairan memasuki baling-baling, energi ditambahkan dalam bentuk kecepatan. Kemudian, kecepatannya berkurang dan energi adalah dikonversi ke tekanan atau kepala. Oleh karena itu, pompa tidak dapat menambahkan kecepatan untuk cairan yang tidak "hadir." Mereka tidak menambah energi efektif untuk gas atau cairan luar pompa. Cairan harus memasukkan mata impeller dan terpengaruh oleh baling-baling sebelum energi transfer dapat dimulai. Dengan pompa sentrifugal, kondisi luar pompa harus "memaksa" cairan ke dalam mata ada harus cukup energi tersedia untuk cairan di mata fo pompa untuk melakukan ini dan menjamin bahwa cairan tetap cairan. Jenis energi disebut Net Positive Suction Kepala Tersedia, atau NPSH (A) untuk pendek. Dengan desain, masing-masing pompa memiliki karakteristik tertentu (baik fisik dan hidrolik) yang menentukan jumlah energi yang diperlukan untuk memaksa cairan ke dalam mata impeller, memastikan yaitu tetap menjadi cairan di jalan melalui impeller, dan penyebab jumlah yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini. Itu sifat dari mata pompa, struktur impeller baling-baling, baling-baling diameter, kecepatan operasi, dan di mana pompa beroperasi pada kurva nya adalah hanya beberapa faktor. Jumlah energi dibutuhkan oleh pompa disebut Net Positive Suction Kepala Diperlukan, atau NPSH (R). Energi yang tersedia harus sama dengan atau lebih besar dari jumlah energi yang dibutuhkan, atau pompa tidak dapat melakukan tugasnya dengan baik. The NPSH umum Aturan telah dinyatakan sebagai: NPSH (A) NPSH (R). SEBUAH margin of safety harus diberikan, dan aturan adalah terbaik dinyatakan sebagai: NPSH (A)> NPSH (R). Ini akan menjadi dibahas kemudian di koran. Apa yang terjadi jika tidak ada cukup NPSH (A), atau energi? Kecepatan fluida meningkat setelah memasuki impeller, dan, menurut Hukum Boyle, tekanan menurun. Pengurangan tekanan akan memungkinkan beberapa molekul cairan untuk mencapai keadaan gas dan membentuk "gelembung" (rongga) dari uap. Kinerja pompa segera berkurang, dan sebagai gelembung ini melewati impeller mereka tumbuh sampai tekanan di dalam penyebab pompa mereka meledak. Kekerasan ledakan yang tinggi, dan ini adalah apa yang menyebabkan karakteristik "Kerikil" terdengar serta mengikis dari impeller. Rangkaian tindakan - penguapan dari cair dan ledakan itu kembali ke cairan adalah disebut kavitasi. Kavitasi dapat dan sering melakukan akhirnya menyebabkan bencana kegagalan, yang mungkin terjadi cepat atau lambat. Sementara itu, ada akan menjadi kerugian kinerja pompa, dan kinerja ini kerugian mungkin denyutan di pumpage yang dan / atau hilangnya tekanan. NPSH (R) Seperti yang dinyatakan sebelumnya, NPSH (R) adalah fungsi dari memompa desain; ada sedikit daripada yang bisa dilakukan untuk mengubahnya setelah yang dirancang. Reagen mungkin ditambahkan, khusus impeller tahap pertama ditempatkan pada pompa multistage, dll Membuat catatan bahwa itu adalah hanya tahap pertama yang dipengaruhi oleh NPSH masalah sebagai tahap berikutnya melihat debit dari tahap pertama di penyedotan mereka. Modifikasi individu untuk mata hisap dan baling-baling dapat mencoba, tapi itu mahal dan sangat tak terduga dan biasanya tidak berusaha sampai semua lainnya "kavitasi berhenti" metode telah dipekerjakan.

NPSH (A)

NPSH (A) adalah fungsi dari sistem. Empat dasar faktor dalam desain sistem dapat berdampak NPSH (A), banyak yang dapat dikontrol atau diubah. Memahami NPSH (A) juga penting di desain sistem atau tahap modifikasi untuk menghindari perangkap setelah instalasi. Jumlah energi ke cairan di pompa hisap adalah jumlah bersih dari "energi positif" diberikan pada cairan minus "energi negatif" yang mengambil dari total. Hal ini dirumuskan secara dinyatakan sebagai:

NPSH (A) = Ha + Hs - Hvpa - Hf

Dimana:

NPSH (A) = Net Positif Suction Kepala Tersedia

Ha = Absolute tekanan pada fluida

Hs = Statis tekanan hisap

Tekanan Hvpa = uap dari fluida

Kerugian hf = Gesekan di pipa hisap

Ha - TEKANAN ABSOLUT ON THE FLUIDA

Tekanan absolut tekanan yang diberikan ke permukaan cairan oleh sumber luar. Dalam sistem tertutup, ini adalah tekanan sistem. Dalam sistem terbuka, itu adalah tekanan atmosfer. Di permukaan laut, tekanan ini diberikan pada "standar" sebagai 29,92 di. Merkuri, 14,696 psi, 1013,325 milibar, atau 33,96 ft. kepala (cairan setiap memiliki berat jenis 1,0, seperti air dingin). Dalam komputasi NPSH (A), penting (seperti dalam semua perhitungan) untuk memastikan bahwa semua unit di seperti untuk m. Perlu diketahui juga, bahwa sebagai ketinggian meningkat , atau perubahan kondisi atmosfer , Ha kehendak perubahan ( Tabel 1 ) . Ini adalah tekanan ini bahwa " mendorong down " pada fluida . Tekanan hisap statis , atau kepala , adalah kepala atas atau di bawah hisap pompa . di lain kata-kata, seberapa tinggi atas atau di bawah hisap pompa adalah tingkat cairan . Hs diukur dengan pusat mata pompa hisap pada horisontal pompa atau pusat debit impeller pada vertikal . Jika tingkat cairan di atas pompa , Hs akan menjadi angka positif . Jika jika berada di bawah pompa , itu akan menjadi angka negatif .

Mari kita lihat dua unit ( Ha dan Hs ) bersama, misalnya : Kami memiliki menara pendingin yang terletak di permukaan laut dan pompa terletak 10 ft . bawah tingkat bah tersebut. Jumlah Ha + Hs akan 33,9 + 10 = 43,9 ft . Jika pompa yang terletak 10 ft . di atas tingkat bah , itu akan menjadi 33,9 + ( - 10 ) atau 33,9 - 10 = 23,9 . Di orderto memastikan pompa dipertahankan perdana ketika ditutup , katup kaki akan diperlukan .

Hvpa - UAP TEKANAN DARI CAIRAN YANG

Tekanan uap masing-masing cairan bervariasi dengan suhu. Semakin tinggi suhu, tinggi tekanan uap. Sejak uap Tekanan mendefinisikan titik di mana cairan menjadi gas. Oleh karena itu, meningkatkan tekanan mengangkat titik didih dan menurunkan Tekanan menurunkan titik didih. Cara lain untuk menjelaskan tekanan uap adalah bahwa Tekanan di mana cairan dan uap yang ada di kesetimbangan pada suhu tertentu. Pada mendidih, tekanan uap sama dengan tekanan absolut - Mereka membatalkan satu sama lain. Tabel tekanan uap untuk berbagai cairan menjadi dipompa yang tersedia dari sejumlah sumber, dan banyak program rekayasa sekarang termasuk mereka. Tabel 2 memberikan tekanan uap air. Perhatikan tekanan uap pada 212 F dan membandingkan ke tekanan atmosfer di atas: uap Tekanan sama dengan tekanan absolut dan cair mendidih. Oleh karena itu, pada suhu rendah, porsi Hvpa dari NPSH (A) persamaan akan relatif rendah (air), tetapi pada suhu tinggi akan penting.

KERUGIAN GESEKAN DI SUCTION PIPA The - hf

gesekan kerugian head dalam pipa hisap harus dihitung melalui penerapan Hazen Williams, D'Arcy, atau metode lain, seperti tabular "melihat ke atas." Dalam desain, desainer akan sering mengandalkan laporan dibuat tentang tekanan hisap yang tersedia untuk pompa seperti yang diberikan kotamadya. Laporan keuangan tersebut biasanya tidak termasuk kerugian melalui meter atau katup, maupun dalam pipa dari jalan ke mechanicalroom tersebut. Kerugian tersebut perlu dipertimbangkan. Sebagai bertentangan dengan bagian lain dari formula, kerugian gesekan dalam pipa hisap akan berubah dengan aliran. Perhatian harus digunakan pada saat ini karena kerugian gesekan meningkat dengan aliran - seperti halnya NPSH (R) dan jika NPSH (A) dihitung pada desain mengalir dan pompa habis pada kurva dan sehingga Hf akan lebih tinggi dari dihitung. Menggunakan contoh sebelumnya, mari kita selesaikan NPSH yang (A) Perhitungan: Air di menara jika 78 F. Menggunakan alat online, kita menentukan bahwa uap tekanan 0,475 PSIA (1,097 ft.). Interpolasi dari Tabel 2 akan menghasilkan hasil yang sama. Dalam hal ini, pompa terletak sangat dekat dengan menara pendingin, dan kerugian dihitung pada 1 PSI (2.31 ft.). Dengan pompa terletak seperti pada pertama Misalnya, kita menemukan bahwa kita memiliki berikut

NPSH (A):

43,9 - 1,097-2,31 = 40,493 ft.

Dalam contoh kedua, kita akan memiliki:

23,9 - 1,097-2,31 = 20,493 ft.

Jika kita memompa air panas, hasil akan sangat berbeda. Sebagai contoh: jika suhu air adalah 176 F, maka tekanan uap akan naik ke 15,87 ft Kedua hasil akan.:

43,9-15,87 - 2,31 = 25,72 ft.

dan

23,9-15,87 - 2,31 = 5,72 ft.

Kita akan perlu membandingkan mereka NPSH (A) hasil dengan NPSH (R) pada pompa kita dimaksudkan untuk gunakan untuk memastikan kami memiliki energi yang cukup tersedia. Jika pilihan yang sebaliknya sangat baik, kami mungkin harus memodifikasi NPSH (A) faktor untuk mengakomodasi penggunaannya. Sebagai contoh, kita mungkin pindah pompa, meningkatkan ukuran pipa hisap, mengubah pipa bahan, memodifikasi valving, mendinginkan suhu Selain melalui air dingin, atau memperdalam bah. Dalam aplikasi yang ada yang pameran NPSH diinduksi kavitasi, modifikasi yang sama mungkin diindikasikan. Dalam kedua kasus, pompa yang berbeda dengan NPSH yang lebih rendah (R) persyaratan mungkin menjadi yang paling menguntungkan larutan.

KESIMPULAN

Net kekurangan Positif Suction Kepala dapat menyebabkan pompa dan sistem masalah berat dan kegagalan. Faktor-faktor yang mempengaruhi NPSH (R) di pompa adalah relatif tetap dan akan bervariasi dari pompa untuk memompa. The NPSH (A) faktor dalam sistem akan bervariasi dengan setiap sistem dan lebih rentan terhadap modifikasi dari orang-orang di pompa. Karena variasi dalam instalasi, kondisi atmosfer, dan nilai-nilai yang digunakan dalam menghitung, NPSH (A) harus selalu menjadi