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En el último blog de esta serie explicamos por qué una bomba necesita una presión de entrada positiva, e introdujimos el término NPSHR. Como prometimos, este blog investigará la contraparte de la NPSHR, que es la Carga de succión neta positiva disponible (NPSHA).
La presión disponible en la entrada de la bomba es una síntesis de múltiples factores. Estos factores, todos expresados en las mismas unidades (normalmente pies de altura de elevación), se suman a la presión disponible o se restan de ella. Los cinco factores son los siguientes: presión atmosférica (Ha), diferencia de elevación estática entre la superficie del líquido y la línea central del impulsor (Hs), pérdidas de fricción en las tuberías de succión (Hf), carga de velocidad del líquido (Hv), y presión de vapor del líquido (Hvp).
La fórmula que se utiliza para calcular NPSHA es:
NPSHA = Ha +/- Hs – Hf + Hv – Hvp
Para mantener las cosas simples, esta semana vamos a suponer que todas las aplicaciones son en agua a 33 grados Fahrenheit (la presión de vapor es insignificante), e ignoraremos la carga de velocidad, ya que por lo general es un número pequeño. Hablaré de Hv (carga de velocidad del líquido) y de Hvp (presión de vapor del líquido) en futuros blogs.
Simplificando la fórmula completa para los fines de la discusión de hoy, nos queda:
NPSHA = Ha +/- Hs – Hf
El primer factor de esta ecuación es la presión atmosférica. Según se discutió en el último blog, la presión de entrada requerida es 33.9 pies de altura de elevación de agua a nivel del mar. Si la bomba operara en la cima de una montaña, la presión atmosférica sería menor, en base a la reducción del peso de aire sobre la bomba. Puede que sea solo cosa mía, pero no he tenido mucha experiencia con bombas que operaran en montañas, entonces a efectos del blog seguiremos con el nivel del mar. La columna titulada ‘Altura de elevación de agua equivalente (pies)’ de la tabla siguiente puede utilizarse para cuantificar Ha (presión atmosférica) a diferentes altitudes.
El factor que sigue en nuestra ecuación es la diferencia de elevación entre la superficie del líquido y la línea central del impulsor (Hs). Si la bomba está ubicada sobre la superficie del líquido (como en la ilustración de abajo), la altura de succión vertical sobre el líquido se resta de la presión atmosférica.
Si la bomba está ubicada bajo la superficie del líquido (como en la ilustración de abajo), la distancia vertical se agrega a la presión atmosférica.
El último factor de nuestra ecuación simplificada lo constituyen las pérdidas de fricción en las tuberías de succión (Hf). También se las denomina ‘pérdidas de succión’. Hf es la pérdida de carga disponible debida a la fricción y a cualquier otra restricción del lado de succión de la bomba. En instalaciones simples pueden ser solo pérdidas de fricción en las tuberías, pero si hay presencia de otros accesorios como válvulas, codos o filtros de malla, deben incluirse todas las pérdidas asociadas.
Para unir todo, examinemos un ejemplo de aplicación sencillo. En la ilustración de abajo, una bomba está operando en agua fría a nivel del mar. Al estar el agua muy fría podemos otra vez anular la presión de vapor, y en aras de la simplicidad podemos establecer la carga de velocidad como igual a cero.
Sabemos que la presión atmosférica a nivel del mar (Ha) es 33.9 pies. Si la fricción del sistema de succión (Hf) se calculara en 5 pies y la distancia de elevación (Hs) fuera 3 pies, nuestra fórmula sería:
NPSHA = Ha +/- Hs – Hf
= 33.9 + 3 – 5
= 31.9 ft
Dado que la mayoría de las bombas centrífugas estándar tienen una NPSHR bien por debajo de la NPSH disponible de 31.9 pies, podríamos suponer que esta aplicación funcionaría correctamente.
Eso es en resumidas cuentas la NPSHA, y eso es todo para este blog. En el próximo blog trataremos la presión de vapor, uno de los dos temas que pasamos por alto en este blog. ¡Hasta entonces!
Hasta la próxima,
RJ
