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: .

°C
kg/m³
bar
1,01325 bar = atmosfera padrão; menor em altitude
bar
0 para reservatório aberto
m
negativo = nível abaixo da bomba (sucção negativa)
m
tubo, curvas, válvulas, entrada
m
da curva; 0 = sem comparação
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Resultado

NPSH disponível
NPSH disponível 6,59 m
Detalhes
GrandezaValor
Pressão de vapor p_D2,34 kPa
Altura de pressão (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g)10,09 m
Nível acima do eixo z-3,00 m
Perdas na sucção H_v0,50 m
NPSH disponível6,59 m
Valor calculado: altura de velocidade no reservatório desprezada, referência = centro do rotor. Use a massa específica na temperatura de bombeamento.

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)

CasoTemperaturaNível zH_vNPSHd
reservatório aberto, sucção negativa20 °C−3 m0,5 m6,59 m
reservatório aberto, afogada20 °C+2 m1,0 m11,09 m
reservatório aberto, água quente80 °C+3 m0,5 m8,00 m
reservatório fechado, 1 bar manométrico60 °C−2 m0,8 m15,70 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

Última atualização: · Princípios editoriais

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