Net Positive Suction Head* - parte 1
A pressão absoluta de sucção - net positive suction head (NPSH) - é um conceito complexo.
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Prevenir a cavitação
O NPSH diz respeito à prevenção da cavitação - um fenómeno que ocorre em bombas (e válvulas de regulação e hélices de navios) devido à redução na pressão estática que acontece quando um fluido acelera ao passar numa menor área da uma seção de entrada do rotor (e proximidades imediatas). Isso pode arruinar o rotor da bomba, o obturador da válvula de controlo ou a hélice do navio. Muitas pessoas descrevem o som da cavitação como pedras a bater dentro da bomba.
A equação de Bernoulli (uma forma simplificada da equação de energia em regime estacionário) sugere que, se o fluido acelerar (aumento da sua energia cinética), a energia para essa aceleração precisa vir da pressão estática do fluido (energia potencial). Assim, à medida que o fluido se move da tubagem para a entrada do rotor e através da área reduzida da seção transversal (em relação à linha de sucção) no rotor, há uma queda significativa na pressão estática (na medida do aumento da velocidade do fluido). (...)
Se a pressão estática em qualquer ponto do processo descer abaixo da pressão de vapor do fluido, o fluido irá entrar em ebulição.
A maioria pensa que a água ferve a 100 °C (212 °F), que é a temperatura muito específica a que ferve à pressão do nível do mar. Se subíssemos para Denver, Colorado (Mile High City), descobriríamos que a água ferve a cerca de 95 °C - 95,6 °C (203 °F – 204 °F) devido à pressão atmosférica mais baixa que lá ocorre.
Há uma relação entre pressão e temperatura à qual a água (ou a maioria dos fluidos) ferve ou muda de fase. Para a água, essa relação está documentada nas "tabelas de vapor", que são o resultado de esforços meticulosos e dedicados dos nossos predecessores para documentar essas características, bem como de esforços subsequentes de pessoas muito inteligentes para desenvolver relações empíricas que nos permitam prever esses fenómenos.
No contexto da presente discussão, ao extrapolar o conceito do ponto de ebulição em Denver, pode-se perceber que, para uma certa temperatura e um fluido, se a queda de pressão que ocorre enquanto o fluido passa pelo rotor for suficientemente grande, o fluido poderá mudar de fase no ponto de menor pressão do rotor.
Vou restringir a discussão ao caso da água, mas os conceitos aplicam-se a outros fluidos. Se a água muda da fase líquida para vapor, há uma mudança significativa no volume. À pressão atmosférica, uma polegada cúbica de água líquida transforma-se em aproximadamente um pé cúbico de vapor de água.
Essa expansão súbita - quase uma explosão - ocorrendo no espaço confinado do rotor gera uma força que, se repetida, pode danificá-lo. (...)
Autor: David Sellers, Membro da ASHRAE, Engenheiro Sénior na Facility Dynamics Engineering
*Nota Técnica: Manteve-se a designação NPSH, por ser muito utilizada nos manuais técnicos
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