ถ้าติดตั้งปั๊มโดยมีค่า NPSH,Available < NPSH, Required จะทำให้เกิดปรากฎการณ์คาวิเตชั่น (cavitation) คือการเกิดฟองอากาศในปั๊ม เพราะการหมุนของใบพัดจะทำให้เกิดความดันต่ำเฉพาะจุดที่ suction eye ของใบพัดทำให้ความดันของเหลวมีโอกาสตกลงต่ำกว่าค่าความดันไอ (vapor pressure) ทำให้ของเหลวบางส่วนเปลี่ยนเป็นฟองอากาศและเกิดการสั่นและเสียงเหมือนมีกรวดอยู่ในปั๊ม ทั้งยังทำให้อัตราการไหลตกลง และเกิดการสึกกร่อนที่ใบพัดอีกด้วย!!
.
NPSH,A (m) = Hsp + Hs – Hf – Hvp
Hsp = absolute pressure เหนือระดับของเหลวด้านดูด เปลี่ยนเป็น head (m)
Hs = ผลต่างความสูงระหว่างระดับของเหลวด้านดูดกับเซ็นเตอร์ไลน์ของปั๊ม (m)
Hf = ความดันสูญเสียเนื่องจากแรงเสียดทานในท่อ เปลี่ยนเป็น head (m)
Hvp = vapor pressure ที่อุณหภูมิของเหลวด้านดูด เปลี่ยนเป็น head (m)
Head (m) = bar x 10.2/(specific gravity)
.
1) ของเหลวที่จุดเดือด (boiling liquid) หรือของเหลวที่ phase-change equilibrium (เช่น distillation column btm, reflux drum, deaerator) NPSH,A จะขึ้นกับแค่ความสูงของเหลวด้านดูดและความดันสูญเสียในท่อดูดเพราะ Hsp = Hvp ทำให้เหลือแค่ NPSH,A = Hs – Hf
.
2) สิ่งที่วิศวกรมักไม่รู้คือเฉพาะ reciprocating pump ต้องมีการใส่พจน์ acceleration head loss (Ha) จากการทำ acoustic study เนื่องจากความดันด้านดูดจะตกลงจากการที่ของเหลวถูกเร่งและดูดเข้าไปตอนที่วาล์วขาเข้าเปิด ดังนั้น NPSH,A = Hsp + Hs – Hf – Hvp – Ha
.
3) NPSH,A ของ centrifugal pump มักจะไม่เกิน 7.6 m ในการออกแบบจริง ดังนั้นในการทำ basic engineering ที่ยังไม่มีการกำหนดความสูงและแบบการเดินท่อจริง เรามักจะสมมติค่า NPSH,A = 7.6 m ในการเลือกปั๊มไปเลย เพื่อทำให้conservativeและง่ายขึ้น
.
4) NPSH,R จะต้องขอข้อมูลจากผู้ขาย ซึ่งควรจะมาพร้อม pump curve อย่าเชื่อการคำนวณจากสูตร rule of thumb ที่ไม่ได้เจาะจงกับโมเดลที่ซื้อ เพราะมีโอกาสพลาดสูง จำไว้!!
.
สรุปความรู้จากโพสต์นี้

1. ถ้า NPSH,Available < NPSH,Required = เกิด cavitation = เสียงกรวดในปั๊ม + สึกกร่อน + Flow ดรอป
2. ถ้าของเหลวเดือด → ใช้ NPSH,A = Hs – Hf
3. ถ้าเป็น Reciprocating Pump → ต้องลบ Ha (Acceleration Head)
4. Basic Design มักสมมติ NPSH,A = 7.6 m
5. NPSH,R ต้องขอจาก Vendor พร้อม Pump Curve เท่านั้น!