NPSH disponible (pour " Net Positive Suction Head" en anglais)

Le NPSH disponible pour un circuit et un débit donné correspond, en mCL, à la marge de pression au dessus de la pression de vapeur saturante du fluide.

Sa formule est donnée par:

NPSH_dispo = P_E/rg + v_E²/2g - P°_vap/rg

soit encore

NPSH_dispo = (P_E - P°_vap + 1/2 rv_E²)/rg

Lorsque P_E n'est pas mesuré, on peut le calculer en écrivant l'éqution de Bernouilli appliquée entre A et E:

P_A/rg + Z_A + v_A²/2g = P_E/rg + Z_E + v_E²/2g + J_f,A->E

soit

P_E/rg = P_A/rg + Z_A - Z_E+ v_A²/2g - v_E²/2g - J_f,A->E

soit enfin:

NPSH_dispo = (P_A + 1/2 rv_A² - P°_vap)/rg + (Z_A - Z_E) - J_f,A->E

Le NPSH disponible représente, en mCL, la pression totale (statique et dynamique) en A, augmentée ou diminuée de la variation d'élévation entre A et E, diminuée de la perte de charge entre A et E et de la pression de vapeur saturante.

Remarque: dans de nombreux cas, on ne tient pas compte de la vitesse en A (bac à niveau constant par exemple)

NPSH requis pour une pompe

Le NPSH requis est le NPSH disponible minimal que doit avoir la pompe sous peine de cavitation. En effet, la pression statique en E baisse entre l'entrée de la pompe (bride d'aspiration) et l'entrée de la roue, notamment à cause de l'accélération du fluide pompé (une partie de la pression statique en E est ainsi transformée en vitesse).

Le NPSH requis est une donnée constructeur. Il est généralement donné sous forme de courbe en fonction du débit, sur le même graphe que la courbe de HMT. Ses valeurs sont de quelques mètres de colonne de liquide (par ex 4 mCL). Certaines pompe ont un très faible NPSH requis, ce afin de pouvoir limiter le risque de cavitation dans certain montages en aspiration (pompage de puits notamment).

Pompage d'eau dans un puits

En pratique, une pompe au niveau du sol ne peut pas pomper de l'eau à plus de 7m de profondeur dans un puit sous peine de cavitation. En effet:

• la valeur de P_A/rg vaut 101325/(1000x9.81)=10.33mCL
• la pression de vapeur saturante vaut P°_vap/rg = 2500/(1000x9.81)=0.25mCL
• en négligeant J_f,A->E, on obtient pour le NPSH disponible 10.33-0.25+(-7-0)=3.08mCL
• ce qui est l'ordre de grandeur du NPSH requis pour la pompe

augmentation température d'aspiration

(pression de vapeur saturante plus élevée)

pertes de charge à l'aspiration élevée

(filtre encrassé, vanne partiellement fermée)

baisse du niveau du fluide pompé

si montage en aspiration (puits, rivière,...)

augmentation du débit

(augmentation des pertes de charge à l'aspiration)