Influência da Viscosidade no Comportamento da Bomba | Dimensionamento de Instalação de Bombeamento

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NPSH é um acrônimo para o termo em língua inglesa Net Positive Suction Head, cuja tradução literal para o português (aproximadamente "balanço no topo de sucção positiva" ou "altura livre positiva de sucção") não expressa de maneira clara e tecnicamente o que significa na prática, em engenharia, mas adota-se como tradução carga líquida positiva de sucção ou apenas carga positiva de sucção[3]. É a energia (carga) medida em pressão absoluta disponível na entrada de sucção de uma bomba hidráulica. Em qualquer seção transversal de um circuito hidráulico genérico, o parâmetro NPSH mostra a diferença entre a pressão atual de um líquido em uma tubulação e a pressão de vapor do líquido a uma dada temperatura.
NPSH é um importante parâmetro a ser levado em conta quando desenhando-se um circuito hidráulico. Quando a pressão do líquido cai abaixo da pressão de vapor ocorre a vaporização do líquido, e o efeito final será a cavitação: bolhas de vapor podem reduzir ou parar o fluxo de líquido.
Bombas centrífugas são particularmente vulneráveis, enquanto bombas de deslocamento positivo são menos afetadas por cavitação, como são mais hábeis a bombear fluxos de duas fases (a mistura de gás e líquido), entretanto, a taxa fluxo resultante da bomba irá ser diminuída por causa do gás deslocando volumetricamente uma desproporção de líquido.
A causa da vulnerabilidade em bombas centrífugas pode ser explicada da seguinte forma: para atingir a pressão de descarga {\displaystyle p_{d}}{\displaystyle p_{d}}, a bomba requer um fluxo contínuo de fluido. Acontece que a força centrífuga do próprio rotor causa uma queda de pressão no seu centro, por onde o fluido adentra à bomba. Isso faz com que o fluido, inicialmente a uma pressão de sucção {\displaystyle p_{s}}{\displaystyle p_{s}}, adentre uma região de baixa pressão antes de ser levado à pressão {\displaystyle p_{d}}{\displaystyle p_{d}}. Esse fenômeno[5] está exemplificado no gráfico ao lado. Caso essa queda de pressão seja tal que em algum instante o fluido possua pressão menor que a sua pressão de vapor {\displaystyle p_{v}}{\displaystyle p_{v}}, ele irá formar bolhas de vapor que irão se chocar com as paredes do rotor (também por ação da força centrífuga).
O colapso violento das bolhas de cavitação cria então uma onda de choque que pode literalmente escavar material dos componentes internos da bomba (geralmente a borda do propulsor) e criar ruído que é mais frequentemente descrito como "bombear cascalho". Após algum tempo, os danos ao rotor irão reduzir o que a bomba fornece. Adicionalmente, o inevitável aumento na vibração pode causar outras falhas mecânicas na bomba e equipamentos associados.
NPSHA e NPSHR
Na operação de uma bomba, dois aspectos deste parâmetro são chamados respectivamente NPSHA ou NPSH(a), Net Positive Suction Head (available), NPSH disponível (ou NPSHdisp) e NPSHR ou NPSH(r) ou NPSH-3, Net Positive Suction Head (required), NPSH requerido ou NPSHreq.
NPSH(a) é a pressão de sucção apresentada na entrada da bomba, é a energia (pressão absoluta) que o sistema: pressão sobre o fluido, altura da coluna de água acima ou abaixo do eixo de sucção da bomba, perda de carga na tubulação de sucção; disponibiliza ou chega na entrada de sucção da bomba. A energia pressão absoluta resultante é chamada de NPSH disponível e é expressa normalmente em metros de coluna de água (mca).
NPSH(r) é o limite de pressão de sucção no qual o desempenho em perda de carga total da bomba é reduzido em 3%, devido a cavitação. A cavitação ocorre em níveis de pressão de sucção abaixo do nível NPSH-3 e os danos da bomba pode ocorrer a partir de cavitação, embora a bomba possa continuar a apresentar o desempenho hidráulico esperado. É a energia em pressão absoluta que a bomba requer na sua entrada de sucção para evitar que o fenômeno da cavitação ocorra e depende das caracteristicas construtivas da bomba, da sua rotação e da vazão. Ele é informado pelo fabricante da bomba.
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