Cálculo de la Cabeza Total de Succión a la entrada de la bomba.
La bomba se alimenta desde un estanque que debe tener un cierto nivel de líquido y que puede estar sobre o bajo el centro del flanche de succión de la bomba (+ Zm o – Zm). El estanque puede estar abierto a la atmósfera (Hat), o presurizado (+ Hpr), o bajo vacío (- Hpr). El flujo tiene que vencer la resistencia de las tuberías y accesorios entre la salida del estanque y la entrada a la bomba (Hfs, Hi, etc.).
El sistema externo de succión tiene que suministrar una cierta cantidad de cabeza (energía) en el flanche de admisión de la bomba. Esto se conoce como NPSHa, (Net Positive Suction Head available) Cabeza Neta Positiva de succión disponible. El término ‘cabeza’ medido en metros, se usa como una expresión de la energía del líquido en cualquier punto en el sistema de flujo. Los líquidos incompresibles pueden contener energía en la forma de velocidad, presión, o elevación. El sistema externo de succión tiene que diseñarse de modo que la presión estática en el flanche de succión sea siempre positiva, mayor que la presión de vapor y suficientemente alta para vencer las pérdidas internas en la zona de succión de la bomba, cuyo valor lo especifica el fabricante y es conocido como NPSHr (requerido).
En términos prácticos, el NPSHa (en metros) en el flanche de succión de un sistema simple, está dado por la ecuación algebraica:
NPSHa = + Hat + (Zm) + Hvs + (Hpr) – Hvap – Hfs – Hi. (Ecuación 1)
En donde:
Hat = Cabeza de Presión atmosférica en el lugar de aplicación
Zm = Cabeza estática de succión. Altura estática del líquido. Positivo sobre el eje de la bomba y negativo bajo el eje de la bomba.
Hvs = Cabeza de velocidad en flanche de admisión V = 1273 x Caudal (l/s)/d2 donde d = diámetro (mm)
Hpr = Cabeza de presión del estanque de succión. Positivo sobre y negativo bajo la presión atmosférica.
Hvap = Cabeza de presión de vapor (a la temperatura del líquido) en el flanche de admisión.
Hfs = Cabeza de fricción. Cabeza (energía) requerida para vencer la resistencia que oponen al flujo las tuberías, válvulas, fittings, expansiones, restricciones, etc., existentes entre el punto A y el flanche de succión de la bomba, (punto B en Fig. 3). Es función de la velocidad y características del fluido y de la características de la tubería según factores empíricos encontrados en tablas y gráficos especializados.
Hi = Cabeza de ingreso a la línea de succión (Punto A). Representa la energía gastada en el ingreso del fluido desde el estanque a la línea de succión. Es función de la velocidad del fluido y de la forma de unión del estanque al tubo de succión. Hi = k · V2/2g donde k = factor tabulado en textos especializados.
Nota. Todos los términos de presión se convierten en metros de ‘cabeza’, dividiendo la presión en kPa por 9.81 y por la densidad específica del fluido.
En instalaciones existentes, el NPSHa también se puede calcular con la lectura (presión manométrica absoluta) de un manómetro conectado cerca del flanche de succión.
Nota: El manómetro sólo indica la presión estática en el punto de conexión por lo que debe incorporarse la cabeza dinámica Hvs.
NPSHa = + Hat – Hvap + Hvs + (Hms)
Hms = Cabeza de succión manométrica. Positiva si la presión manométrica es superior a la presión atmosférica y negativa si es inferior.
