Расчет NPSH: шаг

May 19, 2023

Это первая статья в серии из пяти частей.

В мире психологии и особенно в области интроспективных проблем часто заявляют, что «то, чему вы сопротивляетесь, сохранится».

Вы слышали это раньше, и вот мы снова. Утверждается, что наиболее неправильно понимаемой концепцией в мире насосов является чистая положительная высота всасывания (NPSH). Я написал несколько статей на эту тему, как и многие другие специалисты по насосам, инженеры и так называемые эксперты.

Само название NPSH, аббревиатура, сбивает с толку большинство новичков в насосах. Предмет и необходимые расчеты сбивают с толку новичков в отрасли, тех, кто находится на периферии (операторов или администраторов), а также профессионалов, которые ошибочно полагают, что полностью понимают предмет даже после 25 лет работы в бизнесе.

Я полагаю, что нам следует задуматься об этом вопросе, поскольку ошибки в расчетах доступного NPSH (NPSHa) слишком часты, и их исправление обходится слишком дорого.

Одна из интересных частей моей должности — преподавание в нескольких насосных школах в год и посвящение основной части курса предмету понимания концепции NPSH и того, как выполнять расчеты. В процессе обучения я рассматриваю пять основных примеров, с которыми вы, вероятно, столкнетесь в обычных отраслевых приложениях. Примеры взяты из главы 1 «Книги гидравлических данных Кэмерона».

Я объясню эти пять примеров сначала в этой колонке и в течение следующих четырех месяцев с основным оптимистическим намерением: как только вы изучите эти пять примеров и несколько вариаций каждого из них, вы сможете работать с приложениями, встречающимися в реальном мире. До Дня Благодарения вы, возможно, захотите прочитать и сохранить все пять колонок в качестве удобного справочного материала. В качестве фона, пожалуйста, еще раз просмотрите две мои предыдущие колонки на эту тему: одну от Pumps & Systems за август 2015 года, а другую за апрель 2018 года.

Чистая положительная высота всасывания — это общая высота всасывания жидкости в футах (или метрах) за вычетом давления пара (в футах или метрах) перекачиваемой жидкости.

Думайте о голове как об энергетическом уровне, а не как о силовом давлении. Все ценности абсолютны.

NPSHa измеряется на осевой линии насоса или на проушине рабочего колеса. Эти две вещи могут находиться в разных местах или на разных высотах. Думайте о NPSHa как о доступном уровне энергии жидкости на входе насоса или в проушине рабочего колеса. Если NPSHa недостаточно, жидкость превратится в пар. Не путайте НПШа с давлением всасывания. Хотя давление всасывания в некотором смысле является компонентом смеси, в этой истории есть кое-что более сложное.

NPSHa — это количество NPSH, которое имеется в системе на входе крыльчатки насоса. Это значение NPSHa полностью зависит от жидкости, ее свойств, условий окружающей среды, а также конструкции и геометрии всасывающей системы. По сути, расчет идет на саму систему всасывания и к насосу не имеет никакого отношения. Этот расчет должен выполнить владелец системы, конечный пользователь и/или их инженер или консультант. Из соображений ответственности производителям обычно предписывают не участвовать в расчетах клиентов; однако с течением времени производитель принимает все более активное участие, главным образом, в вопросах сохранности.

Требуемый NPSH (NPSHr) чаще всего определяется производителем насоса эмпирическими методами с использованием стандартов и спецификаций Института гидравлики (HI). Значения NPSHr обычно указываются на кривых производительности насоса.

Обратите внимание, что NPSHr и NPSH3 — это, по сути, одно и то же. В данной рабочей точке напора и расхода насос уже слегка кавитирует из-за недостаточного NPSH и развиваемый напор упал на 3 процента, пока расход фиксируется на некотором значении.

Запас NPSH — это то, насколько значение NPSHa превышает значение NPSHr. Существуют рекомендации по рекомендуемой или надлежащей марже, и я говорю, что чем выше маржа, тем лучше. Дополнительную информацию по этому вопросу см. в ANSI/HI 9.6.1-2012.