NPSH

La seguinte figura nos da también el NPSH "Net Positive Suction Head": altura de carga neta absoluta en la aspiración.

El NPSH se expresa en metros de columna de líquido. Es un parámetro adjunto al fenómeno de cavitación.

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Cavitación

Si la presión en el interior de la bomba llega a ser inferior a la tensión de vapor del líquido, se produce la ebullición del fluido en la bomba, este fenómeno se llama cavitación.

Consecuencias de la cavitación

• Un crepitar característico hace ruidosa la bomba (parece que la bomba tiene piedras en el interior),
• El rendimiento caudal-presión no existe, la bomba "se descuelga" (se desactiva)
• La vida de la bomba está en peligro por una erosión interna.

¿Cómo evitar la cavitación?

Tener en cuenta el NPSH de la bomba: la seguinte image muestra una bomba centrífuga instalada bajo un separador de liquido

En funcionamiento, P1 es superior a P2. La diferencia Pl-P2 es la caída de presión debida a la aspiración de la bomba, es el NPSH de la bomba.

Es una característica que depende del caudal y que podemos leer en el diagrama de la bomba. La seguinte image nos da un NPSH de 0,26 m para un caudal de 40 l/mn.

Así P2 = P 1 - NPSH y, para evitar la evaporación en la bomba, P2 debe ser siempre superior a la presión de saturación Ps . Esto significa que Pl debe ser superior a Ps + NPSH.

Por lo tanto:

El líquido está sometido a la presión de saturación Ps y J es la pérdida de carga debida a la circulación del fluido.

Para evitar la cavitación, debemos obtener:

Ps + (p.g.h) - J - NPSH > Ps o (p.g.h) - J - NPSH > O

En la práctica, tomamos un margen de seguridad de 0,5 m. Si expresamos la altura de la carga, la pérdida de carga y el NPSH en metros de columna de líquido, escribimos:

h - J - NPSH > 0,5 m

Lo que nos indica que, en relación al eje de la bomba, la superficie del líquido debe situarse a una altura mínima de:

h > J+NPSH+0,5

Precauciones

No hay que olvidar que el aumento del caudal conlleva el aumento del NPSH de la bomba, y por lo tanto el riesgo de cavitación.

El valor de J debe ser lo más bajo posible. Es la razón por la cual el conducto de aspiración de la bomba debe presentar las siguientes garantías:

• Diámetro importante para obtener una velocidad inferior a 0,5 m/s,
• Sin codos: el conducto debe ser lo más recto posible,
• Válvula de caneria esférica, paso directo
• Altura de seguridad: mínimo 0,5 m.

La presión de saturación Ps debe permanecer lo más constante posible. Una brusca caída 1 de esta presión conlleva la formación de vapor en el conducto de alimentación de la bomba.Esto ocurre cuando la subida en potencia de los compresores es demasiado rápida.

Así mismo, una bajada del nivel del fluido conlleva una disminución de la altura de carga h y una disminución de Pl y de P2, y por lo tanto un aumento del riesgo de cavitación. Hay que vigilar el ajuste de la inyección de líquido para mantener el nivel cuando los compresores funcionan a máxima potencia.

Al nivel del separador, la aspiración del conducto que alimenta la bomba debe ser diseñada para evitar la formación de vortex. Cuando esto ocurre, una columna de vapor se forma en el eje del tubo y conlleva la cavitación si alcanza la bomba. El ejemplo de la seguinte image trata este problema repartiendo el caudal aspirado en dos entradas opuestas. También es posible romper el vórtex poniendo una pared en el interior del tubo de alimentación.