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NPSHA für Kreiselpumpen berechnen.

Ansaugbedingungen für Wasser bewerten: Oberflächendruck, Spiegelhöhe, Dampfdruck und Saugleitungsverluste gemeinsam berücksichtigen.

Dezimalkomma oder Dezimalpunkt verwenden, ohne Tausendertrennzeichen. Einheitenwechsel rechnet den Eingabewert um.

Wasser und Anlagenstandort
Anwendungsbereich dieses Rechners: reines Wasser von 1 bis 95 °C.
Standardatmosphäre, −500 bis 5.000 m; wetterbedingte Druckschwankungen werden nicht erfasst.
Positiv: Spiegel oberhalb der Pumpe. Negativ: Pumpe oberhalb des Spiegels. Für horizontale Pumpen.
Druck über dem Flüssigkeitsspiegel
Verluste der Saugleitung
Bekannter Saugleitungsverlust
Einschließlich Eintritt und Armaturen; geodätische Höhe nicht noch einmal addieren.
Rohr- und Strömungsdaten
Richtwert für neues Stahlrohr; tatsächlichen Werkstoff und Zustand berücksichtigen.
1,004 gilt ungefähr für Wasser bei 20 °C. Bei anderer Temperatur einen passenden Stoffwert eingeben.
Eintritt, Bögen, Ventile, Filter usw. aus Geometrie- oder Herstellerdaten; Bezug auf die eingegebene Rohrgeschwindigkeit.
Nur Verluste, die noch nicht über Rohrreibung oder ΣK erfasst sind.
Vergleich mit der Pumpe
Aus der Herstellerkennlinie am betrachteten Betriebspunkt.
Beispielwert, keine universelle Sicherheitsvorgabe.
Beide Margen werden gleichzeitig geprüft. Mit dem Hersteller abstimmen.

NPSHA und NPSH3 unterscheiden

NPSHA beschreibt die von der Anlage am Pumpeneintritt bereitgestellte Druckhöhe oberhalb des Dampfdrucks. NPSH3 ist eine pumpenspezifische Größe: der NPSH-Wert bei einem Förderhöhenabfall von 3 % infolge von Kavitation. NPSHA oberhalb von NPSH3 bedeutet daher nicht automatisch kavitationsfreien Betrieb.

NPSHA = (pOberfläche,abs − pDampf) / (ρ · g) + z − hL

Die Bilanz beginnt an der ruhenden Oberfläche eines großen Behälters. z wird auf die Achse einer horizontalen Pumpe bezogen. Die Geschwindigkeit an der Behälteroberfläche wird vernachlässigt. Die Geschwindigkeitshöhe am Pumpeneintritt wird in dieser Behälterbilanz nicht zusätzlich abgezogen. Alle Rohr-, Eintritts- und Armaturenverluste bis zum Pumpeneintritt gehören zu hL.

Saugleitungsverluste

hL = (f · L/D + ΣK) · v²/(2g) + hzusätzlich
v = 4Q/(πD²) ··· Re = vD/ν

Der Rechner verwendet den Darcy-Reibungsbeiwert: 64/Re bis Re = 2.000, die iterativ gelöste Colebrook-Gleichung ab Re = 4.000 und dazwischen eine lineare Interpolation der Randwerte. Der Übergangsbereich ist unsicher. Die Rechnung setzt eine Leitung mit konstantem Innendurchmesser voraus; bei mehreren Durchmessern die Abschnittsverluste separat bestimmen und als Gesamtverlust eingeben.

Einzelverlustbeiwerte werden als Summe eingegeben. Damit lassen sich tatsächliche Armaturen und Einbausituationen berücksichtigen, statt pauschale Werte allein aus der Anzahl der Bauteile abzuleiten.

Wasserwerte, Luftdruck und Margen

Dampfdruck und die Näherung der Flüssigkeitsdichte stammen aus den Sättigungsgleichungen IAPWS SR1-86(1992). Der Druckeinfluss auf die Dichte wird vernachlässigt. Die kinematische Viskosität ist separat einzugeben. Das Modell ist nicht für Gemische, gasbeladene oder hochviskose Medien ausgelegt.

Für den lokalen Luftdruck wird p = 101.325 · (1 − 0,0065 · h / 288,15)5,25588 Pa verwendet. Bei geschlossenem Behälter kann der Oberflächendruck absolut oder relativ zum so berechneten Luftdruck vorgegeben werden.

Die vorgegebenen Beispiele 0,6 m und 1,25 sind einstellbar. Die rechnerische Grenze für NPSH3 ergibt sich aus min(NPSHA − absolute Marge; NPSHA / Mindestverhältnis). Eine negative Grenze bedeutet, dass kein positiver NPSH3-Wert diese Kriterien erfüllen kann. Pumpenhersteller, Einsatzbedingungen und Betriebsbereich bestimmen die erforderlichen Margen.

Rechengrundlagen

Diese Rechner unterstützen die technische Vorbemessung. Die Eignung der Annahmen und Ergebnisse ist für die konkrete Anwendung zu prüfen. Eine vollständige Pumpen-, Anlagen- oder Antriebsauslegung wird dadurch nicht ersetzt.
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