Parte 2: Uma perspetiva de trabalho de campo: Net Positive Suction Head
DR
Na primeira parte deste artigo (publicado no ASHRAE Journal de Junho de 2024), explorámos os conceitos de altura positiva de aspiração disponível e necessária (NPSHA e NPSHR, respectivamente) e o fenómeno relacionado de cavitação no contexto do estudo. Este artigo centra-se nas causas do problema e como poderia ter sido previamente resolvido ou evitado.
A visita virtual pelo endereço http://tinyurl.com/ASHRAE-NPSH01 (actualizado desde a publicação da Parte 1 para apoiar a leitura deste artigo e torná-la mais suave) permitirá observar muitos dos tópicos que serão discutidos. Ao longo deste artigo, encontrará referências à "Vista A", "Vista B", etc. Se abrir o endereço, encontrará botões na planta com rótulos semelhantes. Se clicar, levá-lo-á à vista referenciada e, se mover o rato em redor, ao passá-lo sobre o item em observação, conseguirá destacá-lo.
Identificação do Problema
Como se deve recordar, na primeira parte deste artigo, analisámos as fases de avaliação do NPSHA e comparámo-lo com o NPSHR para o sistema do caso em estudo. Ao fazê-lo, verificámos que a configuração da tubagem no lado da aspiração das bombas resultaria num NPSHA de 32,2 kPa (3,3 m de largura) para um NPSHR de 35,8 kPa (3,7 m de largura) das bombas que tinham sido instaladas.
Como o NPSH requerido (uma característica da bomba) é superior ao NPSH disponível (uma característica da rede de tubagem), o nosso cálculo indicou-nos que poderíamos ter um problema de cavitação (tocando o cursor na vista C, na visita virtual, permite ouvir como soa o fenómeno).
E, como o nosso cálculo era para o caudal dos três chillers originais, a situação iria piorar quando a equipa tentasse ligar uma nova bomba e colocar o novo chiller em funcionamento, algo que Jess, a engenheira-chefe, descobriu da pior maneira, quando o fez.
Resolvendo o Problema
Se o sistema em questão ainda estivesse em projecto, poder-se-ia resolver o problema modificando a configuração da tubagem de aspiração para reduzir a perda de carga e melhorar (aumentar) o NPSHA através de:
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Colocar a cota da linha de aspiração das bombas abaixo do nível da bacia da torre de arrefecimento.
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Aumentar a cota da torre em relação às bombas, o que aumentaria a pressão estática disponível que compensaria as perdas na tubagem de aspiração das bombas.
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Aumentar o diâmetro da linha e, consequentemente, o das válvulas, ligações e outros acessórios associados, o que reduziria o atrito e as perdas de carga.
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Elaborar especificações mais rigorosas sobre os componentes do sistema: por exemplo, definir o tamanho da rede utilizada no filtro em condições normais de funcionamento (vs. a rede usada no arranque para limpar o sistema).
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Aumentar a saída da torre para reduzir as perdas de pressão até à entrada da bomba.
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Procurar alternativas de bombas com um NPSHR mais baixo para o caudal de projecto. (...)
Autor: David Sellers
Membro da ASHRAE
Engenheiro Sénior na Facility Dynamics Engineering
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