NPSH Wert einer Pumpenanlage

Seitenübersicht:
NPSH Wert einer Anlage- NPSH Wert Allgemein
- NPSH Wert der Anlage bei Saugbetrieb
- NPSH Wert der Anlage bei Zulaufbetrieb
- NPSH Auslegungswert der Anlage
- Max. theoretische Saughöhe einer Pumpe
Stoffwerte
- Dampfdruck und Dichte von Wasser in Abhängigkeit der Temperatur
- Dampfdruck und Dichte von Wasser mit Frostschutz
- Dampfdruck von verschiedenen Flüssigkeiten
- Luftdruck in Abhängigkeit der Höhe
NPSH Wert Allgemein
Der auf den Flüssigkeitsspiegel wirkende Luftdruck, müsste die Pumpe in die Lage versetzen, Wasser aus einer Tiefe von ca. 10 m Tiefe
zu fördern. Die tatsächliche erreichbare geodätische Saughöhe ist jedoch erheblich kleiner, aus folgenden Gründen:
Dampfdruck - Flüssigkeiten verdampfen, wenn der von der Temperatur abhängige Dampfdruck pD erreicht wird. An der höchsten Stelle
der angesaugten Flüssigkeitssäule kann der Druck nur auf diesen Wert absinken (siehe Dampfdruckwerte).
Strömungsverluste - In der Saugleitung entstehen Verluste H vs durch die Geschwindigkeitserzeugung, Flüssigkeitsreibung,
Richtungs- und Querschnittsänderungen.
NPSH Wert - Beim Eintritt der Flüssigkeit in die Schaufelkanäle wird ein weiterer Druckhöhenverlust verursacht. Zur Vermeidung von
Dampfbildung muss die Gesamtenergiehöhe im Eintrittsquerschnitt der Pumpe größer sein als die Dampfdruckhöhe des Mediums. Dieser
Energieunterschied wird als NPSH Wert bezeichnet (Net Positiv Suction Head) und ist identisch mit dem früheren Begriff
Haltedruckhöhe.
Statischer Druck im Behälter - Bei offenen Behältern ist für ps = 0 einzusetzen, da hier nur der Luftdruck wirkt. Bei
geschlossenen Behältern ist die absolute Druckhöhe im Behälter anzusetzen (ps + pL). Überdruck ist mit plus (+) zu berücksichtigen und
Unterdruck mit minus (-).
Erforderlicher NPSH Wert der Pumpe - Der NPSH Wert der Pumpe ist aus den Unterlagen des Herstellers zu entnehmen. Der Wert nimmt
mit steigendem Volumenstrom stark zu sowie mit steigender Drehzahl. Der NPSH der Pumpe sollte mindestens 0,5 m geringer sein als der NPSH
Wert der Anlage (siehe folgende Formeln).
Luftdruck - Bei Aufstellorten in größeren Höhe ist der geringere Luftdruck (siehe Tabelle unten) zu berücksichtigen, da dieser
erhebliche Auswirkungen auf die Saugfähigkeit hat.
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NPSH Wert der Anlage bei Saugbetrieb
Oberer Flüssigkeitsspiegel des Behälters ist tiefer als die Mitte der Pumpenwelle.



p s = Überdruck im Behälter (Pa) (1
p L = Luftdruck am Aufstellungsort (Pa)
p D = Dampfdruck des Mediums (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
g = Fallbeschleunigung 9,81 (m/s²)
v E = Strömungsgeschwindigkeit im Behälter (m/s) - vernachlässigbar
H VS = Verlust in der Saugleitung durch Reibung, Armaturen (m)
H S geo = geodätische Saughöhe (m)
p VS = Druckverlust der Saugleitung (Pa)
( 1 bei offenem Behälter p s = 0.
p s = Überdruck im Behälter (Pa) (1
p L = Luftdruck am Aufstellungsort (Pa)
p D = Dampfdruck des Mediums (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
g = Fallbeschleunigung 9,81 (m/s²)
v E = Strömungsgeschwindigkeit im Behälter (m/s) - vernachlässigbar
H VS = Verlust in der Saugleitung durch Reibung, Armaturen (m)
H S geo = geodätische Saughöhe (m)
p VS = Druckverlust der Saugleitung (Pa)
( 1 bei offenem Behälter p s = 0.
NPSH Wert der Anlage bei Zulaufbetrieb
Oberer Flüssigkeitsspiegel des Behälters ist höher als die Mitte der Pumpenwelle.



p s = Überdruck im Behälter (Pa) (1
p L = Luftdruck am Aufstellungsort (Pa)
p D = Dampfdruck des Mediums (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
g = Fallbeschleunigung 9,81 (m/s²)
v E = Strömungsgeschwindigkeit im Behälter (m/s) - vernachlässigbar
H VS = Verlust in der Saugleitung durch Reibung, Armaturen (m)
H Z geo = geodätische Zulaufhöhe (m)
p VS = Druckverlust der Saugleitung (Pa)
( 1 bei offenem Behälter p s = 0.
p s = Überdruck im Behälter (Pa) (1
p L = Luftdruck am Aufstellungsort (Pa)
p D = Dampfdruck des Mediums (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
g = Fallbeschleunigung 9,81 (m/s²)
v E = Strömungsgeschwindigkeit im Behälter (m/s) - vernachlässigbar
H VS = Verlust in der Saugleitung durch Reibung, Armaturen (m)
H Z geo = geodätische Zulaufhöhe (m)
p VS = Druckverlust der Saugleitung (Pa)
( 1 bei offenem Behälter p s = 0.
Berechnungsprogramm für NPSH Wert

Berechnung des NPSH Werts einer Pumpenanlage bei Zulauf- und Saugbetrieb.
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NPSH Auslegungswert der Anlage
Der NPSH Wert der Anlage sollte mindestens 0,5 m höher sein als der NPSH Werte der Pumpe.

NPSH Pumpe = Pumpenwert siehe Pumpendaten (m)
0,5 m = Sicherheitszuschlag
NPSH Pumpe = Pumpenwert siehe Pumpendaten (m)
0,5 m = Sicherheitszuschlag
Max. theoretische Saughöhe einer Pumpe
Die maximale Saughöhe einer Pumpe ist hauptsächlich von dem Luftdruck am Aufstellungsort und dem Dampfdruck des Mediums abhängig.

p s = Überdruck im Behälter (Pa)
p L = Luftdruck am Aufstellungsort (Pa)
p D = Dampfdruck des Mediums (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
g = Fallbeschleunigung 9,81 (m/s²)
H VS = Verlust in der Saugleitung durch Reibung, Armaturen (m)
H VS = p VS / ( ρ * g ) // p VS Druckverlust Saugleitung (Pa)
p s = Überdruck im Behälter (Pa)
p L = Luftdruck am Aufstellungsort (Pa)
p D = Dampfdruck des Mediums (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
g = Fallbeschleunigung 9,81 (m/s²)
H VS = Verlust in der Saugleitung durch Reibung, Armaturen (m)
H VS = p VS / ( ρ * g ) // p VS Druckverlust Saugleitung (Pa)
Stoffwerte
Dampfdruck und Dichte von Wasser in Abhängigkeit der Temperatur
Temperatur (°C) | Dampfdruck (Pa) | Dichte (kg/m³) |
4 | 810 | 1000 |
10 | 1230 | 999 |
20 | 2340 | 998 |
30 | 4240 | 996 |
40 | 7380 | 992 |
50 | 12340 | 988 |
60 | 19920 | 983 |
70 | 31160 | 978 |
90 | 70110 | 965 |
100 | 101330 | 958 |
110 | 143270 | 950 |
120 | 198540 | 943 |
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Dampfdruck und Dichte von Wasser mit Frostschutz
p D = Dampfdruck in Pa
ρ = Dichte in kg/m³
Frostschutzmittel Antifrogen N
Frostschutzanteil (%) | ||||||||
30 % | 40 % | 50 % | 60 % | |||||
Temperatur °C | p D | ρ | p D | ρ | p D | ρ | p D | ρ |
50 | 10000 | 1036 | 8700 | 1051 | 8400 | 1065 | 8120 | 1078 |
60 | 15000 | 1030 | 13200 | 1045 | 13150 | 1059 | 13100 | 1071 |
70 | 24000 | 1024 | 21400 | 1039 | 20600 | 1052 | 20300 | 1064 |
80 | 37300 | 1078 | 34500 | 1032 | 32700 | 1045 | 30600 | 1057 |
90 | 57100 | 1011 | 53400 | 1025 | 49900 | 1038 | 45300 | 1050 |
100 | 85000 | 1004 | 79700 | 1018 | 73700 | 1031 | 65500 | 1043 |
110 | 123000 | 997 | 115300 | 1011 | 106000 | 1024 | 93100 | 1036 |
120 | 173200 | 989 | 162500 | 1004 | 148700 | 1016 | 129900 | 1028 |
130 | 238500 | 979 | 223700 | 994 | 204300 | 1007 | 177900 | 1020 |
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Dampfdruck von verschiedenen Flüssigkeiten
Temperatur (°C) | Dampfdruck (Pa) | |
Diesel | 20 | < 1000 |
50 | < 11000 | |
Superbenzin | 60000 | |
Ethanol | 38 | 16000 |
Motorenöl | 20 | < 10 |
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Luftdruck in Abhängigkeit der Höhe
Für die Temperaturabnahme mit der Höhe wird konstant 0,0065 K/m angenommen.
Höhe über NN (m) | Luftdruck (Pa) |
0 | 101325 |
100 | 100130 |
200 | 98946 |
400 | 96612 |
600 | 94323 |
800 | 92078 |
1000 | 89876 |
1500 | 84559 |
2000 | 79498 |
2500 | 74686 |
3000 | 70113 |
3500 | 65769 |
4000 | 61645 |
5000 | 54026 |
6000 | 47187 |
8000 | 35606 |
10000 | 26442 |
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Berechnungsprogramm - Luftdruck in Abhängigkeit der Höhe

Luftdruck in Abhängigkeit der Höhe mit Berücksichtigung der Temperaturabnahme - Barometrische Höhenformel