NPSHa vs NPSHr: příklady výpočtu a rezerva NPSH

Japonský dodavatel čerpadla vám pošle datový list, ve kterém je u položky hitsuyo NPSH („požadované NPSH“) uvedena hodnota v metrech. Poptávkový formulář současně chce, abyste doplnili NPSH, které dokáže poskytnout vaše zařízení. K odpovědi musíte spočítat NPSHa pro svou nádrž, potrubí a kapalinu a rozhodnout, jak velká rezerva je dostatečná.

Tento článek vysvětluje, co NPSH znamená, jak se počítá NPSHa, a ukazuje tři příklady: zatopené sání, sání z nižší hladiny a nádrž se sytou vodou pod tlakem. Dále se věnuje rezervě mezi NPSHa a NPSHr, tomu, co o ní říká směrnice ANSI/HI 9.6.1 Hydraulic Institute, a otázkám, které je vhodné položit dodavateli čerpadla.

Co je NPSH

NPSH (net positive suction head, česky čistá pozitivní sací výška) vyjadřuje v metrech sloupce kapaliny, o kolik celková výška kapaliny vstupující do čerpadla převyšuje výšku odpovídající tlaku syté páry při dané teplotě. Do celkové výšky se počítá statický tlak i rychlost proudění.

NPSH je tedy výška, nikoli tlak v Pa, a neznamená jen výšku, ve které je čerpadlo osazeno. Používá se k posouzení, zda sací strana čerpadla zabrání varu kapaliny uvnitř čerpadla.

Terminologii sjednocuje norma ČSN EN ISO 17769-1, která definuje NPSH, NPSHA, NPSHR i 3% čistou pozitivní sací výšku (NPSH3). V katalozích a v praxi se zkratky píší různě (NPSHa, NPSHr, NPSHreq), význam je ale stejný.

Proč záleží na sacím tlaku: kavitace

Čerpadlo zvyšuje tlak na výtlaku, ale u vstupu do oběžného kola tlak lokálně klesá. Pokud tam dosáhne tlaku syté páry kapaliny, vznikají parní bubliny. V oblasti vyššího tlaku za nimi pak bubliny zanikají.

Tomu se říká kavitace. Při jejím rozvoji vzniká hluk a vibrace, klesá výkon čerpadla a mohou se poškodit jeho součásti.

Vzduch nasávaný zvenčí (zavzdušnění) má jinou příčinu, proto je potřeba oba jevy vyšetřovat odděleně.

NPSHa a NPSHr

Při výběru čerpadla se porovnávají dvě hodnoty:

• NPSHa (NPSH zařízení, disponibilní NPSH): hodnota, kterou skutečně zajišťuje zařízení včetně nádrže a sacího potrubí. Počítá se z hladiny, tlaku, teploty a průtoku, takže pro stejné čerpadlo se mění se změnou provozních podmínek. V japonských dokumentech se označuje yuko suikomi head.
• NPSHr (požadované NPSH): hodnota, kterou výrobce uvádí jako nutnou pro dosažení deklarovaného výkonu čerpadla. Platí pro určitý průtok, otáčky a kapalinu. Japonsky hitsuyo suikomi head, v češtině také „požadovaná čistá pozitivní sací výška“. Odečítá se z charakteristiky a specifikace od výrobce.

NPSHr není jedno pevné číslo pro celé čerpadlo, mění se s průtokem a otáčkami. Pokud posoudíte jen jmenovitý bod, můžete při vyšším průtoku po rozběhu nebo v jiném pracovním bodě o potřebnou rezervu přijít.

Obecný směr je jednoduchý: čím vyšší NPSHa a čím nižší NPSHr, tím snáze zajistíte rezervu na sání. Samotný rozdíl ale neurčuje výtlačný výkon ani minimální průtok, proto ho posuzujte spolu s provozní oblastí čerpadla.

Co znamená NPSH3

NPSH3 je zkušební hodnota: NPSH, při kterém kavitace sníží celkovou dopravní výšku čerpadla o 3 %. U vícestupňových čerpadel se 3 % vztahují k dopravní výšce prvního stupně, nikoli ke 3 % výtlačného tlaku celého čerpadla.

Obrázek ukazuje princip zkoušky: sací podmínky se mění při konstantním průtoku a otáčkách.

Někteří výrobci uvádějí NPSHr jako NPSH3, ale nelze předpokládat, že jde vždy o totéž. Hydraulic Institute v článku z 18. března 2025 vysvětluje, že vydání ANSI/HI 9.6.1 z roku 2024 vychází při určování rezervy z NPSHr udaného výrobcem. Toto NPSHr musí být rovno zkoušenému NPSH3 nebo větší.

Jak vypočítat NPSHa

U velké nádrže lze NPSHa spočítat z tlaku na hladině, výškového rozdílu k čerpadlu a ztrát v sacím potrubí. Postup předpokládá ustálené proudění jednofázové kapaliny, zanedbatelnou rychlost na hladině a to, že cestou není přiváděna další energie, například z posilovacího čerpadla.

Do vzorce patří absolutní tlak. Tlak se na výšku přepočítá hustotou kapaliny při provozní teplotě. Pokud vycházíte z přetlaku, nejdřív přičtěte místní atmosférický tlak a teprve potom odečtěte tlak syté páry.

Podle toho, odkud počítáte, existují dvě podoby vzorce:

Znaménko výšky a vztažná rovina čerpadla

Výška z je kladná, pokud je hladina nad vztažnou rovinou, a záporná, pokud je pod ní. Proto se znaménko u zatopeného sání (oshikomi) a u sání z nižší hladiny (suiage) liší.

Příklady používají vodorovné čerpadlo, jehož vztažná rovina leží v ose oběžného kola. U svislých a některých dalších provedení je vztažná rovina jiná, proto sjednoťte výkres s rovinou, kterou pro NPSH určuje výrobce (v ČSN EN ISO 17769-1 „vztažná rovina pro určení NPSH“). Do výškového rozdílu nedosazujte výšku čerpadla nad podlahou ani výšku ke dnu nádrže.

Co zahrnout do ztrátové výšky

Ztrátová výška nezahrnuje jen tření v přímém potrubí. Patří do ní i ztráty při vtoku, v kolenech, armaturách a filtrech. Tyto ztráty se mění s průtokem a viskozitou, proto hodnotu z běžného průtoku nepoužívejte pro všechny pracovní body.

Menší vnitřní průměr zvyšuje rychlost i ztráty, takže záleží i na řadě tloušťky stěny (Sch). Do výpočtu rychlosti a ztrát dosaďte skutečný vnitřní průměr použité trubky, nikoli jmenovitou velikost.

Při převodu mezi tlakem a výškou oddělte zažitý převod „metr vodního sloupce“ od výšky skutečné kapaliny při provozní teplotě. Konečný výpočet vždy provádějte se skutečnou hustotou.

Příklady výpočtu NPSHa

Všechny tři příklady používají předpokládané podmínky. Vlastnosti vody vycházejí z průmyslové formulace IAPWS-IF97 (IAPWS Industrial Formulation 1997), tíhové zrychlení je g = 9,80665 m/s².

Příklad 1: zatopené sání (oshikomi)

Při zatopeném sání (japonsky oshikomi) je hladina v zásobní nádrži nad vztažnou rovinou čerpadla, takže výška NPSHa zvyšuje. V příkladu otevřená nádrž zásobuje čerpadlo vodou o teplotě 60 °C a nejnižší provozní hladina je 3 m nad vztažnou rovinou.

Tlak na hladině je 101,325 kPa absolutní a ztráta v sacím potrubí je 1 m. Voda o teplotě 60 °C má tlak syté páry přibližně 19,946 kPa a hustotu přibližně 983,2 kg/m³.

Tlaková složka dává přibližně 8,44 m. Po přičtení výšky 3 m a odečtení ztráty 1 m vychází přibližně 10,44 m. To je NPSHa, které poskytuje zařízení. Porovnejte ho zvlášť s NPSHr vybraného čerpadla při tomto průtoku a s požadovanou rezervou.

Rozhodující výška vychází z rozdílu mezi vztažnou rovinou a hladinou, která během provozu klesá, nikoli z osazení nádrže. Pokud posoudíte jen běžnou hladinu, bude skutečná rezerva při dalším provozu na nízké hladině menší, než jste spočítali.

Pokud čerpadlo při nízké hladině zastavuje blokování, zahrňte do výpočtu nastavenou hodnotu i další pokles hladiny do skutečného zastavení. Víření hladiny a nasávání vzduchu vírem jsou jiné problémy, takže samotná hodnota NPSHa je neřeší.

Velký vliv má teplota. Při stejném atmosférickém tlaku vzroste při ohřevu vody na 80 °C tlak syté páry na přibližně 47,415 kPa. Při hustotě přibližně 971,8 kg/m³ a jinak stejných podmínkách klesne NPSHa na přibližně 7,66 m.

Pokud je vstup chráněn filtrem (sítkem) proti nečistotám, posuzujte jeho ztrátu i v zaneseném stavu, nejen těsně po vyčištění. Velikost ok volte s ohledem na zachycení nečistot i na tlakovou ztrátu.

Příklad 2: sání z nižší hladiny (suiage)

Při sání z nižší hladiny (japonsky suiage) je hladina v nádrži pod vztažnou rovinou čerpadla, takže výškový člen je záporný. Příklad zachovává stejnou vodu 60 °C, atmosférický tlak a ztrátu 1 m, ale nejnižší hladina je 3 m pod vztažnou rovinou.

Odečtením sací výšky 3 m a ztráty potrubí 1 m od tlakové složky 8,44 m vychází přibližně 4,44 m. Výškový rozdíl se oproti příkladu 1 změní z +3 m na −3 m, proto je NPSHa o 6 m nižší.

Nestačí vycházet jen z teoretické výšky vodního sloupce, který unese atmosférický tlak, a usoudit, že „čerpadlo takto vysoko nasaje“. Ve skutečnosti je třeba odečíst tlak syté páry a ztráty potrubí a ještě zachovat NPSHr čerpadla i rezervu.

Delší sací potrubí nebo vyšší průtok zvyšují ztráty a rezervu zmenšují. Trasu a průměr potrubí volte s ohledem na vztah mezi rychlostí a tlakovou ztrátou.

I když je NPSHa na papíře dostatečné, čerpadlo nemusí kapalinu řádně dopravovat, pokud ztratí zálivku nebo nasaje vzduch. Sání z nižší hladiny proto závisí i na vzduchotěsnosti sacího potrubí a na způsobu zalití čerpadla (japonsky yobimizu) podle návodu k obsluze.

Při měření sacího tlaku dávejte pozor na rozdíl mezi podtlakovou stupnicí manovakuometru (japonsky rensei-kei) a absolutním tlakem. Od tlaku syté páry neodečítejte přímo záporný přetlak. Nejdřív přičtěte atmosférický tlak a převeďte ho na absolutní.

Příklad 3: nádrž se sytou vodou pod tlakem

V uzavřené nádrži může být tlak na hladině vyšší než atmosférický, nebo naopak blízký vakuu. Vzorec zůstává stejný: počítá se rozdíl mezi absolutním tlakem na hladině a tlakem syté páry při teplotě kapaliny.

V příkladu je v nádrži s přetlakem 0,5 MPa (v japonských specifikacích zapsaným jako 0,5 MPaG, kde „G“ znamená přetlak) voda sytá při tomto tlaku a nejnižší hladina je 3 m nad vztažnou rovinou. Při okolním atmosférickém tlaku 0,101325 MPa je absolutní tlak na hladině 0,601325 MPa.

Za těchto podmínek má sytá voda teplotu přibližně 158,9 °C a její tlak syté páry se rovná absolutnímu tlaku na hladině, tedy 0,601325 MPa. Tlaková složka je nulová, takže NPSHa je dáno výškovým rozdílem hladiny minus ztrátová výška.

Vysoký tlak v nádrži se do NPSHa nepromítne celý. V sytém stavu s tlakem roste i teplota, takže se o stejnou hodnotu zvýší tlak syté páry a obě veličiny se vzájemně vyruší.

Jiná situace nastává, když se kapalina natlakuje například inertním plynem při konstantní teplotě: odstup od tlaku syté páry se tím skutečně zvětší. Takové opatření mění podmínky tlakové nádoby a procesu, a proto vyžaduje posouzení projektových podmínek zařízení a bezpečnosti.

U systémů se sytou kapalinou sledujte také odpařování při náhlém poklesu tlaku a přívod či odvod tepla v sacím potrubí. Vzájemné vyrušení tlaku na hladině a tlaku syté páry v ustáleném stavu nepokrývá přechodové stavy ani dvoufázové proudění.

I u vakuových nádob se počítá s absolutním tlakem a nižší tlak na hladině NPSHa snižuje. Zařízení, které vytváří vakuum, a čerpadlo, které kapalinu dopravuje, berte jako dvě samostatné funkce.

Tři příklady vedle sebe

Tabulka ukazuje, jak se v jednotlivých příkladech chovají členy vzorce.

Kontrola NPSHa z tlaku naměřeného na sání

Chcete-li získat NPSHa z tlaku naměřeného na vstupu do čerpadla, přičtěte ke statickému tlaku, který ukazuje měřidlo, rychlostní výšku. Na rozdíl od výpočtu od hladiny v nádrži se ztráty potrubí až k měřidlu znovu neodečítají.

Uvažujme vodu 60 °C, měřidlo na vstupu ve výšce vztažné roviny ukazuje −20 kPa a rychlost na vstupu je 2 m/s. Při atmosférickém tlaku 101,325 kPa je absolutní tlak na vstupu 81,325 kPa. Od něj se odečte tlak syté páry 19,946 kPa.

I při záporném přetlaku je absolutní tlak kladný a NPSHa vychází přibližně 6,57 m. Samotný údaj podtlaku neříká, zda čerpadlo může běžet. Porovnejte tuto hodnotu s NPSHr od výrobce a s požadovanou rezervou.

Pokud je měřidlo nad vztažnou rovinou, výšku přičtěte, pokud pod ní, odečtěte. Ztrátu mezi měřidlem a vstupem do čerpadla odečtěte jen tehdy, když měříte před vstupem. Ztráty před měřidlem jsou už v naměřeném tlaku obsaženy.

NPSHa vs NPSHr: jak uvažovat o rezervě

Základní pravidlo: NPSHa musí být větší než NPSHr, a to s další rezervou odpovídající použití. Hydraulic Institute rozdíl mezi nimi nazývá NPSH margin, česky rezerva NPSH.

Co upravuje ANSI/HI 9.6.1

ANSI/HI 9.6.1, Rotodynamic Pumps Guideline for NPSH Margin, je směrnice amerického Hydraulic Institute k tomuto tématu. Vydání z roku 2024 nahrazuje vydání z roku 2017. Zveřejněné shrnutí Hydraulic Institute potvrzuje tyto body:

• Vydání z roku 2024 určuje rezervu z NPSHr udaného výrobcem, nikoli z NPSH3, mimo jiné proto, že ne každý výrobce NPSH3 zveřejňuje. NPSHr musí být rovno zkoušenému NPSH3 nebo větší.
• Doporučená rezerva závisí na tržním segmentu a použití. Směrnice uvádí i další faktory: kapalinu (teplotu, rozpuštěný plyn, pevné částice), konstrukci čerpadla, otáčky, opotřebení, provozní oblast, podmínky na vstupu, přechodové jevy, recirkulaci a paralelní provoz.
• Čerpadlo pracující v preferované provozní oblasti (POR) kolem bodu nejlepší účinnosti potřebuje menší rezervu než čerpadlo v širší přípustné provozní oblasti (AOR).
• V analýze systému použijte nejnižší NPSHa a NPSHa i NPSHr posuzujte v celé provozní oblasti.

Konkrétní hodnoty rezervy jsou v samotné normě, která je placená, a proto je tento článek necituje. Použitelnou hodnotu si vezměte z normy nebo ji potvrďte u dodavatele čerpadla. Pro evropské prostředí jsme žádnou jinou normu s hodnotami rezervy neověřovali, proto s dodavatelem vždy sjednoťte, podle čeho se rezerva posuzuje.

Rezerva jako rozdíl nebo jako poměr

Rezervu lze vyjádřit jako rozdíl (NPSHa − NPSHr v metrech) nebo jako poměr (NPSHa ÷ NPSHr). Rezerva v metrech a rezerva jako poměr jsou různá kritéria, proto si ověřte, který z nich používá výrobce nebo specifikace vašeho projektu. Zjistěte také, zda je základem NPSHr, nebo NPSH3.

Nestanovujte jednu pevnou rezervu v metrech pro všechna čerpadla. Sjednejte ji s výrobcem podle kapaliny, provozní oblasti a požadované spolehlivosti.

Hledejte nejnepříznivější stav v provozní oblasti

Nekontrolujte jen jeden běžný provozní bod. Sestavte kombinace hladiny, teploty, tlaku a průtoku, které skutečně nastanou. NPSHa snižují nejnižší hladina, nejvyšší teplota, nejnižší tlak na hladině i největší ztráty v potrubí.

Ne všechny extrémy ale nastanou současně, proto reálné kombinace určete z procesu a regulace. Rozdělení provozu na běžný chod, rozběh, odstavení, čištění a přepínání zdrojů pomáhá odhalit podmínky, které by vám jinak unikly.

Obraz mění i několik dalších podmínek:

• Více čerpadel na společném sacím potrubí: celkový průtok ve společném potrubí se mění při spouštění a zastavování čerpadel. Podíl průtoku každého čerpadla přiřaďte ke ztrátě ve společném potrubí.
• Provoz při vyšších otáčkách: NPSHr čerpadla se mění spolu s průtokem, proto nepoužívejte hodnotu pro původní otáčky. Posuzujte společně příkon i sací podmínky.
• Viskózní kapaliny: mění se ztráta v sacím potrubí i výkon čerpadla, takže podklady pro vodu nelze přímo přenést. Teplotu a vlastnosti kapaliny uveďte ve specifikaci.
• Jiné kapaliny než voda, směsi: nepoužívejte tabulky tlaku syté páry a hustoty vody. Určete složení, koncentraci a provozní teplotu a do výpočtového listu zapojte údaje o vlastnostech od dodavatele kapaliny a meze použití od výrobce čerpadla.
• Rozpuštěný nebo strhávaný plyn: výpočet NPSH pro jednofázovou kapalinu nemusí chování čerpadla vysvětlit. Zdroje plynu a jeho odlučování zahrňte do specifikace a nezaměňujte kavitaci se strháváním plynu.

Když je rezerva příliš malá

Porovnejte možnosti, jako je snížení osazení čerpadla, udržování vyšší hladiny a snížení ztrát v sacím potrubí. Změna teploty kapaliny nebo tlaku v nádobě ovlivňuje také proces, proto vybírejte podle podmínek provozu, nikoli podle toho, která volba číslo zvýší nejvíc.

Vyhněte se improvizovaným zásahům, jako je odstranění filtru, snížení nastavení ochran nebo přiškrcení sací armatury. Hledejte řešení, které odpovídá skutečné příčině a provozním podmínkám výrobce, a přitom zachovejte potřebné ochrany a minimální průtok.

Když se měření a výpočet neshodují

Projděte kontroly v tomto pořadí:

1. Zaznamenejte vše ve stejném okamžiku: nulu měřidla, výšku jeho osazení, teplotu kapaliny, průtok a hladinu v nádrži. Smíchání nejnižší hladiny z jednoho okamžiku s běžným tlakem z jiného vede ke stavu, který nikdy nenastal.
2. Porovnejte obě metody na stejné vztažné rovině: hodnotu ze statického tlaku na vstupu a hodnotu z hladiny v nádrži po odečtení ztrát. Pokud se shodují rychlostní výška, výšková korekce i jednotky tlaku, obě metody popisují stejný stav na sání.
3. Pokud je rozdíl stále velký, kontrolujte položky jednu po druhé: polohu armatur, zanesení filtru, skutečný vnitřní průměr potrubí a chybu přístrojů. Neustrňte se na jedné příčině, zatímco čerpadlo běží, a při odstavení nebo oddělení v abnormálním stavu postupujte podle provozních postupů závodu.
4. Uchovejte běžné hodnoty: po kontrole zapište normální tlaky a tlakové rozdíly, abyste mohli později porovnávat změny při stejném průtoku a teplotě.

Při úpravě stávajícího potrubí zkontrolujte, zda se průtočný průřez nezúžil korozí nebo usazeninami a zda se po výměně trubek nezměnil vnitřní průměr. Údržbu sacího potrubí ovlivňují i koroze a povrchová úprava vnitřních ploch.

Kontrolní seznam a vzor dotazu

Následující body využijte při sestavování výpočtového listu NPSH nebo při posuzování nabídky čerpadla od japonského dodavatele. Neznámé údaje ve fázi nabídky ponechte v seznamu jako otevřené body, místo abyste je kryli jen velkou rezervou. Pokud upřesníte například nejvyšší teplotu kapaliny a dovolený tlakový rozdíl na filtru, snáze se vyhnete předimenzovanému zařízení i příliš malé rezervě.

Kontrolní seznam výpočtového listu NPSH

• Jeden řádek na provozní stav (běžný provoz, rozběh, odstavení, čištění, přepnutí, maximální průtok), na řádku průtok, hladina, teplota, tlak, ztráta a NPSHa
• Vpravo od NPSHa zapsané NPSHr a požadovaná rezerva pro stejný stav
• Tlaky převedené na absolutní, přetlak opravený o místní atmosférický tlak
• Tlak syté páry a hustota skutečné kapaliny při teplotě každého provozního stavu, včetně nejvyšší
• Výška měřená od nejnižší provozní hladiny (včetně poklesu do zastavení při nízké hladině) k vztažné rovině NPSH podle výrobce
• Ztrátová výška zahrnující vtok, kolena, armatury a zanesený filtr, počítaná pro každý průtok se skutečným vnitřním průměrem potrubí
• Charakteristika čerpadla odpovídající skutečným otáčkám, oběžnému kolu a kapalině, nikoli jen typu čerpadla
• Zaznamenaný základ rezervy: rozdíl nebo poměr a NPSHr nebo NPSH3 jako základ
• Ve specifikaci uvedená jak zkušební metoda (podle příslušné normy nebo směrnice), tak provozní podmínky po instalaci; pokud dodavatel předloží výsledky zkoušky NPSH3, výslovně uvedené podmínky, za kterých se použijí jako požadované NPSH, a rezerva, která se přidá
• Kolísání tlaku a hladiny bezprostředně po přepnutí ověřené vůči plánovanému rozsahu, ustálený a přechodový stav hodnocené zvlášť
• Podmínky výběru převedené do provozních postupů a nastavení zastavení
• Minimální NPSHa a maximální NPSHr uchované jako dvojice ve stejném pracovním bodě, nejen jako samostatné extrémy
• Meze alarmů nízké hladiny a vysoké teploty navázané na řádek výpočtu, který chrání, aby bylo možné je přezkoumat při změně potrubí nebo kapaliny

Otázky pro dodavatele čerpadla

• Je uvedené hitsuyo NPSH (NPSHr) zkoušené NPSH3, nebo hodnota s již přidanou rezervou?
• Můžete dodat křivku NPSHr v celém rozsahu průtoku pro naše skutečné otáčky a průměr oběžného kola?
• Jakou rezervu doporučujete pro toto použití a provozní oblast a na jakém základě (rozdíl nebo poměr, jaká norma a vydání)?
• Kde leží vztažná rovina NPSH tohoto čerpadla (osa oběžného kola, sací hrdlo, jiný bod) a jaká je její výška na rozměrovém výkresu?
• Jaký je minimální trvalý průtok a zvyšuje se NPSHr při nízkém průtoku?
• U sání z nižší hladiny: jaký způsob zalití čerpadla předepisujete a jakou vzduchotěsnost sacího potrubí vyžadujete?
• U jiných kapalin než voda: z jakých údajů o vlastnostech jste vycházeli a existují meze použití pro viskozitu, rozpuštěný plyn nebo pevné částice?

Vzor e-mailu s dotazem

Šablona je v angličtině, protože korespondence s japonským dodavatelem obvykle probíhá anglicky. Údaje v hranatých závorkách před odesláním upravte.

Kde tento článek neplatí

• Výpočty předpokládají ustálené proudění jednofázové kapaliny. Přechodové jevy, jako je náhlý pokles tlaku, odpařování nebo dvoufázové proudění, je nutné posoudit zvlášť.
• Tři příklady používají předpokládané hodnoty pro vodu. Skutečný projekt potřebuje vlastnosti skutečné kapaliny, skutečné ztráty v potrubí a údaje výrobce.
• Článek neuvádí doporučené hodnoty rezervy. Závisejí na použití, čerpadle a platné normě nebo specifikaci projektu a rozhoduje o nich dodavatel čerpadla nebo odpovědný projektant.
• U svislých a dalších provedení čerpadel se vztažná rovina liší. Vždy používejte rovinu určenou výrobcem.
• Natlakování nádoby inertním plynem vyžaduje posouzení projektových podmínek zařízení a bezpečnosti, včetně požadavků platných předpisů pro tlaková zařízení a BOZP. Změna teploty kapaliny nebo tlaku v nádobě ovlivňuje proces. Článek popisuje, co kontrolovat, nikoli jak tyto změny provádět.

Časté dotazy

Počítá se NPSHa, nebo NPSHr?

NPSHa počítáte pro své zařízení z hladiny, tlaku, teploty a ztrát v potrubí. NPSHr vychází z údajů výrobce. Porovnejte obě hodnoty při stejném průtoku a otáčkách a přidejte rezervu, kterou použití vyžaduje.

Je NPSHr totéž co NPSH3?

Nemusí být. NPSH3 je zkušební hodnota při poklesu dopravní výšky o 3 %, zatímco NPSHr je hodnota, kterou výrobce uvádí jako nutnou pro deklarovaný výkon. Některé dokumenty uvádějí obě jako stejné číslo, před jejich ztotožněním ale zkontrolujte kritéria přijetí ve specifikaci.

Poběží čerpadlo, pokud je NPSHa kladné?

Kladná hodnota nestačí. NPSHa musí v daném pracovním bodě převyšovat NPSHr plus požadovanou rezervu. Čerpadlo musí splnit i další podmínky, například minimální průtok, zalití a zabránění vniknutí vzduchu.

Zvýší natlakování nádrže se sytou vodou rezervu NPSH?

Ne, pokud voda zůstává při novém tlaku sytá: tlak na hladině a tlak syté páry se dál ruší. Natlakování při konstantní teplotě se chová jinak, proto před posouzením určete přesnou kombinaci teploty a tlaku.

Jak velká rezerva NPSH stačí?

Závisí na kapalině, čerpadle, provozní oblasti a spolehlivosti, kterou použití vyžaduje. Použijte rezervu, kterou předepisuje výrobce, a příslušnou směrnici, například ANSI/HI 9.6.1, a ověřte, že platí i v nejnáročnějším provozním stavu.

Zdroje

• Terminologie NPSH, NPSHA, NPSHR a NPSH3: ČSN EN ISO 17769-1, terminologická databáze (nlfnorm.cz)
• Základy kavitace čerpadel (celkový tlak a tlak syté páry, pokles dopravní výšky, základ u prvního stupně): Ebara Corporation, „Basic Knowledge of Pump Cavitation, Part 1“ (japonsky)
• Vztažný bod NPSH, vzorce, ztráty a zkušební kritérium: KSB, „NPSH“, Centrifugal Pump Lexicon (anglicky)
• Vydání ANSI/HI 9.6.1 z roku 2024 a rezerva vycházející z NPSHr: Hydraulic Institute, „Understanding the 2024 Updates to ANSI/HI 9.6.1“ (anglicky)
• NPSH3, POR a AOR: Hydraulic Institute, „Reliability Basics: Understanding NPSH, POR, and AOR“ (anglicky)
• Atmosférický tlak, výška, ztráty a tlak syté páry: Grundfos, výukový materiál „Pump Hydraulics“ (anglicky)
• Vlastnosti syté vody: IAPWS, Industrial Formulation 1997 (IAPWS-IF97)