Calcolo NPSH: NPSH disponibile e margine sull’NPSH richiesto
Questo strumento esegue il calcolo NPSH disponibile con la formula del lessico pompe KSB; per l’acqua la tensione di vapore si ricava dalla temperatura con le equazioni IAPWS-IF97. Esempio: serbatoio aperto, livello 3 m sotto la pompa, 20 °C e 0,5 m di perdite in aspirazione danno NPSHa = 6,59 m.
Fonte: 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). Aggiornato al: .
Come si calcola
NPSHa = (p_e + p_b − p_D) ÷ (ρ · g) + z − H_v. È la definizione dell’NPSH disponibile del lessico KSB, scritta per un serbatoio: p_e è la pressione relativa sul pelo libero (0 se aperto), p_b la pressione atmosferica, p_D la tensione di vapore del liquido, z l’altezza del livello sopra il centro della girante e H_v la perdita di carico in aspirazione. KSB aggiunge anche l’altezza cinetica v_e²/2g nella sezione d’ingresso; sul pelo libero di un serbatoio è praticamente nulla.
Esempi (acqua, ρ = 1000 kg/m³)
| Caso | Temperatura | Livello z | H_v | NPSHa |
|---|---|---|---|---|
| serbatoio aperto, aspirazione | 20 °C | −3 m | 0,5 m | 6,59 m |
| serbatoio aperto, sotto battente | 20 °C | +2 m | 1,0 m | 11,09 m |
| serbatoio aperto, acqua calda | 80 °C | +3 m | 0,5 m | 8,00 m |
| serbatoio chiuso, 1 bar relativo | 60 °C | −2 m | 0,8 m | 15,70 m |
Per il confronto la densità resta 1000 kg/m³; con acqua calda inserire la densità reale, più bassa. A 20 °C la pressione atmosferica, tolta la tensione di vapore, vale 10,09 m di colonna d’acqua. Se la pressione atmosferica locale è solo 0,90 bar invece di 1,01325 bar, per esempio in quota, il primo caso scende a 5,44 m.
Tensione di vapore dell’acqua (IAPWS-IF97)
Il calcolatore usa l’equazione (30) della formulazione industriale IAPWS 1997, che riproduce il valore di controllo ufficiale 3,53658941 kPa a 300 K. Alcuni valori: 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. Vicino all’ebollizione la tensione di vapore si mangia quasi tutta la pressione atmosferica: l’acqua calda va pompata sotto battente.
NPSHa contro NPSHr
Secondo KSB la pompa funziona senza cavitazione inammissibile se NPSHa ≥ NPSHr. L’NPSHr è di solito l’NPSH3, il valore al quale la prevalenza è già calata del 3 %: per questo si aggiunge un margine. Le perdite in aspirazione si ricavano con il calcolo perdite di carico e la potenza assorbita con il calcolo potenza pompa.
Domande frequenti
Come si calcola l’NPSH disponibile?
NPSHa = (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g) + z − H_v. Serbatoio aperto, acqua a 20 °C, livello 3 m sotto la pompa, 0,5 m di perdite: 10,09 m − 3 m − 0,5 m = 6,59 m.
Che differenza c’è tra NPSHa e NPSHr?
L’NPSHa dipende dall’impianto (serbatoio, tubazione, liquido), l’NPSHr dalla pompa ed è riportato nella curva del costruttore. Serve NPSHa ≥ NPSHr, più un margine di sicurezza.
Perché l’acqua calda cavita prima?
La sua tensione di vapore cresce rapidamente: 2,34 kPa a 20 °C, ma 47,41 kPa a 80 °C. Con 3 m di battente il caso a 80 °C arriva ancora a 8,00 m; in aspirazione non funzionerebbe quasi più.
z è positivo o negativo?
Positivo se il livello è sopra il centro della girante (sotto battente), negativo se è sotto (aspirazione). Nel primo esempio z = −3 m.
Servono pressioni assolute?
Sì. L’NPSH si calcola con pressioni assolute: pressione atmosferica più pressione relativa nel serbatoio. Un serbatoio chiuso a 1 bar relativo e 60 °C dà 15,70 m nell’esempio.
Quanto è preciso il risultato?
È un valore calcolato dai dati inseriti. Perdite e densità devono corrispondere al punto di funzionamento reale; l’altezza cinetica sul pelo libero è trascurata.
Fonti e riferimenti normativi
- 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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