Cálculo NPSH: NPSH disponível e margem sobre o NPSH requerido
Esta ferramenta faz o cálculo NPSH disponível com a fórmula do léxico de bombas da KSB; para a água, a pressão de vapor vem da temperatura pelas equações IAPWS-IF97. Exemplo: reservatório aberto, nível 3 m abaixo da bomba, 20 °C e 0,5 m de perdas na sucção dão NPSH disponível de 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). Atualizado em: .
Como o cálculo é feito
NPSHd = (p_e + p_b − p_D) ÷ (ρ · g) + z − H_v. É a definição do NPSH disponível do léxico da KSB, escrita para um reservatório: p_e é a pressão manométrica na superfície do líquido (0 se aberto), p_b a pressão atmosférica, p_D a pressão de vapor do líquido, z a altura do nível acima do centro do rotor e H_v a perda de carga na sucção. A KSB soma também a altura de velocidade v_e²/2g na seção de entrada; na superfície de um reservatório ela é praticamente zero.
Exemplos (água, ρ = 1000 kg/m³)
| Caso | Temperatura | Nível z | H_v | NPSHd |
|---|---|---|---|---|
| reservatório aberto, sucção negativa | 20 °C | −3 m | 0,5 m | 6,59 m |
| reservatório aberto, afogada | 20 °C | +2 m | 1,0 m | 11,09 m |
| reservatório aberto, água quente | 80 °C | +3 m | 0,5 m | 8,00 m |
| reservatório fechado, 1 bar manométrico | 60 °C | −2 m | 0,8 m | 15,70 m |
Para comparar, a massa específica fica em 1000 kg/m³; com água quente informe o valor real, menor. A 20 °C a pressão atmosférica menos a pressão de vapor equivale a 10,09 m de coluna d’água. Se a pressão atmosférica local for só 0,90 bar em vez de 1,01325 bar, por exemplo em altitude, o primeiro caso cai para 5,44 m.
Pressão de vapor da água (IAPWS-IF97)
A calculadora usa a equação (30) da formulação industrial IAPWS 1997, que reproduz o valor oficial de verificação de 3,53658941 kPa a 300 K. Alguns valores: 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. Perto da fervura a pressão de vapor consome quase toda a pressão atmosférica: água quente pede sucção afogada.
NPSH disponível contra NPSH requerido
Segundo a KSB, a bomba opera sem cavitação inadmissível se NPSHd ≥ NPSHr. O NPSHr costuma ser o NPSH3, valor em que a altura já caiu 3 %, por isso se acrescenta uma margem. As perdas na sucção saem da calculadora perda de carga e leituras de manômetro em psi da conversão bar para psi.
Perguntas frequentes
Como se calcula o NPSH disponível?
NPSHd = (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g) + z − H_v. Reservatório aberto, água a 20 °C, nível 3 m abaixo da bomba, 0,5 m de perdas: 10,09 m − 3 m − 0,5 m = 6,59 m.
Qual a diferença entre NPSH disponível e requerido?
O disponível depende da instalação (reservatório, tubulação, líquido), o requerido da bomba e consta na curva do fabricante. É preciso NPSHd ≥ NPSHr, mais uma margem de segurança.
Por que a água quente cavita antes?
Sua pressão de vapor sobe muito: 2,34 kPa a 20 °C, mas 47,41 kPa a 80 °C. Com 3 m de sucção afogada o caso a 80 °C ainda chega a 8,00 m; com sucção negativa quase não funcionaria.
z é positivo ou negativo?
Positivo se o nível estiver acima do centro do rotor (afogada), negativo se estiver abaixo (sucção negativa). No primeiro exemplo z = −3 m.
Preciso de pressões absolutas?
Sim. O NPSH usa pressão absoluta: pressão atmosférica mais a manométrica do reservatório. Um reservatório fechado a 1 bar manométrico e 60 °C dá 15,70 m no exemplo.
Qual a precisão do resultado?
É um valor calculado a partir dos seus dados. Perdas e massa específica devem corresponder ao ponto de operação real; a altura de velocidade na superfície do reservatório é desprezada.
Fontes e base legal
- 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)
Última atualização: · Princípios editoriais
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