NPSH berechnen: NPSHA der Anlage und Reserve zum NPSHR der Pumpe
Mit diesem Rechner können Sie den NPSH-Wert der Anlage berechnen – mit der Formel aus dem KSB-Kreiselpumpenlexikon; für Wasser ergibt sich der Dampfdruck aus der Temperatur nach den IAPWS-IF97-Gleichungen. Beispiel: offener Behälter, Wasserspiegel 3 m unter der Pumpe, 20 °C und 0,5 m Saugverlust ergeben NPSHA = 6,59 m. So lässt sich NPSH berechnen, bevor die Pumpe kavitiert.
So wird gerechnet
NPSHA = (p_e + p_b − p_D) ÷ (ρ · g) + z − H_v. So definiert das KSB-Lexikon die Haltedruckhöhe der Anlage, hier für einen Behälter geschrieben: p_e ist der Überdruck auf dem Flüssigkeitsspiegel (0 bei offenem Behälter), p_b der Luftdruck, p_D der Dampfdruck des Mediums, z die Höhe des Spiegels über der Laufradmitte und H_v die Verlusthöhe der Saugleitung. KSB rechnet außerdem die Geschwindigkeitshöhe v_e²/2g im Eintrittsquerschnitt mit; auf einem Behälterspiegel ist sie praktisch null.
Beispiele (Wasser, ρ = 1000 kg/m³)
| Fall | Temperatur | Spiegel z | H_v | NPSHA |
|---|---|---|---|---|
| offener Behälter, Saugbetrieb | 20 °C | −3 m | 0,5 m | 6,59 m |
| offener Behälter, Zulaufbetrieb | 20 °C | +2 m | 1,0 m | 11,09 m |
| offener Behälter, Heißwasser | 80 °C | +3 m | 0,5 m | 8,00 m |
| geschlossener Behälter, 1 bar Überdruck | 60 °C | −2 m | 0,8 m | 15,70 m |
Die Dichte bleibt für den Vergleich bei 1000 kg/m³; bei heißem Wasser die tatsächliche, kleinere Dichte eingeben. Bei 20 °C ist der Luftdruck nach Abzug des Dampfdrucks 10,09 m Wassersäule wert. Beträgt der Luftdruck vor Ort nur 0,90 bar statt 1,01325 bar, etwa in größerer Höhe, sinkt der erste Fall auf 5,44 m.
Dampfdruck von Wasser (IAPWS-IF97)
Der Rechner nutzt Gleichung (30) der IAPWS-Industrie-Formulierung 1997; sie trifft den offiziellen Prüfwert 3,53658941 kPa bei 300 K. Einige Werte: 0 °C 0,61 kPa, 10 °C 1,23 kPa, 20 °C 2,34 kPa, 40 °C 7,38 kPa, 60 °C 19,95 kPa, 80 °C 47,41 kPa, 100 °C 101,42 kPa. In der Nähe des Siedepunkts frisst der Dampfdruck fast den ganzen Luftdruck auf – heißes Wasser braucht Zulauf.
NPSHA gegen NPSHR
Laut KSB arbeitet die Pumpe ohne unzulässige Kavitation, wenn NPSHA ≥ NPSHR ist. NPSHR ist meist NPSH3, der Wert, bei dem die Förderhöhe schon um 3 % gefallen ist – deshalb ist ein Zuschlag üblich. Die Verlusthöhe der Saugleitung rechnet der Rechner Druckverlust berechnen, den Leistungsbedarf der Rechner Pumpenleistung berechnen, Manometerwerte in psi der Umrechner bar in psi.
Häufige Fragen
Wie berechnet man den NPSH-Wert der Anlage?
NPSHA = (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g) + z − H_v. Offener Behälter, Wasser 20 °C, Spiegel 3 m unter der Pumpe, 0,5 m Saugverlust: 10,09 m − 3 m − 0,5 m = 6,59 m.
Was ist der Unterschied zwischen NPSHA und NPSHR?
NPSHA gehört zur Anlage (Behälter, Leitung, Medium), NPSHR zur Pumpe und steht in der Kennlinie des Herstellers. Es muss NPSHA ≥ NPSHR gelten, dazu ein Sicherheitszuschlag.
Warum kavitiert heißes Wasser früher?
Sein Dampfdruck steigt stark: 2,34 kPa bei 20 °C, aber 47,41 kPa bei 80 °C. Mit 3 m Zulauf erreicht der 80-°C-Fall noch 8,00 m, im Saugbetrieb ginge es kaum.
Ist z positiv oder negativ?
Positiv, wenn der Spiegel über der Laufradmitte liegt (Zulauf), negativ, wenn er darunter liegt (Saugbetrieb). Im ersten Beispiel ist z = −3 m.
Brauche ich absolute Drücke?
Ja. NPSH rechnet mit absolutem Druck: Luftdruck plus Überdruck im Behälter. Ein geschlossener Behälter mit 1 bar Überdruck und 60 °C ergibt im Beispiel 15,70 m.
Wie genau ist das Ergebnis?
Es ist ein berechneter Wert aus Ihren Eingaben. Saugverlust und Dichte müssen zum Betriebspunkt passen; die Geschwindigkeitshöhe am Behälterspiegel ist vernachlässigt.
Quellen und Rechtsgrundlagen
- KSB Centrifugal Pump Lexicon, “NPSH”: NPSHA = (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g) + v_e²/2g + z_e − z_s − H_v,e,s; NPSHA ≥ NPSHR, NPSHR commonly = NPSH3 (3 % head drop) (read 09.10.2026)
- IAPWS R7-97(2012), Industrial Formulation 1997 for water and steam: saturation-pressure equation (29b)/(30), coefficients Table 34, check values Table 35 (300 K → 0.003 536 589 41 MPa) (read 09.10.2026)
- NIST SP 811, Appendix B.8 – standard atmosphere 101 325 Pa, standard acceleration of gravity 9.806 65 m/s², 1 bar = 10⁵ Pa (read 09.10.2026)
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