Calculateur NPSH : hauteur nette positive d'aspiration

La hauteur nette positive d'aspiration est l'excédent de hauteur de pression absolue à l'entrée d'une pompe par rapport à la hauteur correspondant à la pression de vapeur du liquide. C'est l'un des principaux critères de prévention de la cavitation dans les pompes centrifuges et autres pompes rotodynamiques. La cavitation débute lorsque la pression locale devient assez basse pour former des bulles de vapeur. Leur implosion dans des zones de pression plus élevée peut provoquer bruit, vibrations, baisse de performance et forte érosion des roues et des corps de pompe. Les ingénieurs distinguent le NPSH disponible du NPSH requis. Le NPSH disponible, généralement noté NPSHa, dépend du réseau de tuyauterie et des conditions de fonctionnement. Le NPSH requis, ou NPSHr, est fourni par le fabricant à partir d'essais à un débit et une vitesse de rotation donnés. Une conception sûre impose que le disponible dépasse le requis avec une marge adaptée. Cette marge couvre les incertitudes, les transitoires, le vieillissement, les variations de température et le fait que les valeurs requises publiées peuvent correspondre à une baisse de hauteur acceptée plutôt qu'à une absence totale de cavitation. Ce calculateur convertit la différence entre pression atmosphérique et pression de vapeur en mètres du fluide choisi, en la divisant par la masse volumique et la pesanteur standard. Il ajoute ensuite la hauteur statique d'aspiration et la hauteur cinétique, puis soustrait les pertes par frottement de la conduite d'aspiration. La hauteur statique est positive lorsque la surface libre se trouve au-dessus du point de référence de la pompe. Une aspiration en contrebas s'indique par une valeur négative. La hauteur cinétique vaut le carré de la vitesse divisé par deux fois la pesanteur standard. Toutes les pressions doivent être absolues. La pression relative n'inclut pas la pression atmosphérique locale et ne peut pas être directement combinée à la pression de vapeur. En altitude, la pression atmosphérique plus faible réduit le NPSH. Les liquides chauds ont une pression de vapeur plus élevée, ce qui le réduit aussi. Un liquide plus dense donne une hauteur plus faible pour une même différence de pression. Un débit plus élevé augmente généralement la vitesse et les pertes par frottement ; le NPSHa diminue donc souvent lorsque le débit augmente, même si le terme de hauteur cinétique est positif à la section de référence d'entrée. Une bonne conception d'aspiration utilise des conduites courtes et bien dimensionnées, des transitions progressives, des filtres propres et peu de raccords inutiles. Elle évite les points hauts qui piègent les gaz et assure une immersion suffisante pour prévenir les vortex. Il faut étudier le niveau de liquide défavorable crédible, la température maximale, la pression atmosphérique ou de cuve minimale et le débit maximal requis. Une pompe de surpression ou une implantation plus basse de la pompe peut être nécessaire si la hauteur gravitaire est insuffisante. L'équation décrit un système permanent incompressible avec une référence cohérente à l'aspiration de la pompe. Elle ne remplace pas un modèle hydraulique détaillé pour les réservoirs sous pression, mélanges volatils, fluides non newtoniens, régimes rapidement variables ou écoulements diphasiques. Vérifiez les unités, obtenez la pression de vapeur à la température réelle, calculez les pertes au débit visé, comparez le résultat à la courbe NPSHr du fabricant et appliquez la marge exigée par la norme ou le cahier des charges.