Calculadora NPSH: altura neta positiva de succión

La altura neta positiva de succión es la cantidad en que la altura de presión absoluta en la entrada de una bomba supera la altura correspondiente a la presión de vapor del líquido. Es una de las principales comprobaciones para prevenir la cavitación en bombas centrífugas y otras bombas rotodinámicas. La cavitación comienza cuando la presión local baja lo suficiente para formar burbujas de vapor. Estas pueden colapsar en zonas de mayor presión y causar ruido, vibraciones, pérdida de rendimiento y erosión grave de impulsores y carcasas. En ingeniería de bombas se distingue entre NPSH disponible y requerido. El disponible, normalmente NPSHa, depende del sistema de tuberías y de las condiciones de operación. El requerido, NPSHr, lo proporciona el fabricante mediante ensayos a un caudal y una velocidad de giro específicos. Un diseño seguro exige que el NPSH disponible supere al requerido con un margen adecuado. Ese margen contempla incertidumbres, transitorios, envejecimiento, cambios de temperatura y el hecho de que los valores requeridos publicados pueden corresponder a una pérdida de altura aceptada, no a la ausencia total de cavitación. Esta calculadora convierte la presión atmosférica menos la presión de vapor en metros del fluido seleccionado, dividiendo entre la densidad y la gravedad estándar. Después suma la altura estática de succión y la altura de velocidad, y resta la pérdida por fricción en la línea de succión. La altura estática es positiva si la superficie libre del líquido está por encima de la referencia de la bomba. La elevación por aspiración se introduce como valor negativo. La altura de velocidad equivale a la velocidad al cuadrado dividida entre dos veces la gravedad estándar. Todas las presiones deben ser absolutas. La presión manométrica omite la presión atmosférica local y no puede mezclarse directamente con la de vapor. A gran altitud, la presión atmosférica es menor, lo que reduce el NPSH. Los líquidos calientes tienen mayor presión de vapor, que también lo reduce. Los líquidos densos convierten la misma diferencia de presión en una altura menor. Un mayor caudal suele aumentar la velocidad y las pérdidas por fricción, por lo que el NPSHa a menudo disminuye al aumentar el caudal, aunque el término de altura de velocidad sea positivo en la sección de referencia de entrada. Un diseño práctico de succión usa tuberías cortas y de diámetro adecuado, transiciones suaves, filtros limpios y el mínimo de accesorios innecesarios. Evita puntos altos que atrapen gas y proporciona suficiente sumergencia para prevenir vórtices. Deben evaluarse el peor nivel de líquido razonablemente previsible, la temperatura máxima, la presión atmosférica o del recipiente mínima y el mayor caudal requerido. Puede ser necesario añadir una bomba de refuerzo o bajar la bomba si la altura por gravedad es insuficiente. La ecuación representa un sistema incompresible y estacionario con una referencia coherente en la succión de la bomba. No sustituye un modelo hidráulico detallado para recipientes presurizados, mezclas volátiles, fluidos no newtonianos, operaciones con cambios rápidos o flujo bifásico. Confirma las unidades, obtén la presión de vapor a la temperatura real de operación, calcula la fricción al caudal objetivo, compara con la curva NPSHr del fabricante y aplica el margen exigido por la norma o especificación del proyecto.