Le Net Positive Suction Head, ou NPSH, est un concept crucial dans le domaine du pompage, particulièrement pertinent pour les industries qui dépendent de systèmes de pompage efficaces et fiables. Pourquoi est-il important et comment impacte-t-il la performance des systèmes de pompage ?

Qu’est-ce que le NPSH ?

Le NPSH est une mesure utilisée pour évaluer la pression disponible à l’entrée de la pompe pour éviter la cavitation. Il existe deux types de NPSH :

NPSH Disponible (NPSHa) : c’est la pression absolue disponible à l’entrée de la pompe, qui dépend des conditions du système, telles que la hauteur de la colonne d’eau, la pression atmosphérique et les pertes de charge dans les conduites d’aspiration.

NPSH Requis (NPSHr) : c’est la pression minimale requise à l’entrée de la pompe pour éviter la cavitation, et c’est une caractéristique spécifique de chaque pompe définie par le fabricant.

Pourquoi le NPSH est-il important ?

Le NPSH est essentiel pour prévenir la cavitation, un phénomène où des bulles de vapeur se forment et implosent dans le liquide pompé, causant des dommages aux composants de la pompe et réduisant son efficacité. Une compréhension approfondie du NPSH permet :

– la protection des pompes, en s’assurant que le NPSHa est supérieur au NPSHr. Ainsi, on évite la cavitation et prolonge la durée de vie des pompes. Surtout, si ce n’est pas le cas, la pompe ne pompe pas et le système de pompage ne marche pas !

– l’optimisation de la performance, grâce à une gestion adéquate du NPSH, garantissant un fonctionnement efficace et fiable.

– la réduction des coûts de maintenance, en évitant la cavitation, les coûts et les temps d’arrêt non planifiés sont réduits, améliorant ainsi la rentabilité des opérations.

Comment calculer le NPSHa ?

Le NPSH disponible doit toujours être supérieur au NPSH requis :

                                     NPSH disponible > NPSH requis + 0,5 à 1 m

Le NPSH requis ce lit directement sur le courbier, caractérisant hydrauliquement la pompe. Il varie selon le point de fonctionnement de la pompe (débit)

Dans notre exemple ci-dessus, au point de fonctionnement demandé, 334,73 m3/h à 19,97m le NPSH requis est indiqué à 3,58m.

Le NPSH disponible = Pa – Pv – Pc +/- Hgéo + V²/2J

Note : – Hgéo si la pompe est installée en aspiration (au-dessus du niveau d’eau)

 + Hgéo si la pompe est installée en charge (en-dessous du niveau d’eau)

 + V²/2J vitesse d’écoulement du liquide dans les tuyauteries (souvent négligeable, faire attention néanmoins sur les tuyauteries d’aspiration au diamètre de la tuyauterie trop faible …)

Pa (mce) = La pression atmosphérique (réservoir ouvert) Par convention au ~niveau de la mer nous donnons 10 Mce

H géo (m) = Hauteur géométrique d’aspiration

C’est la distance verticale qui sépare le niveau d’eau à l’axe d’aspiration de la pompe (mesure positive ou négative)

Pv (mce) = Tension de vapeur du liquide à la température d’utilisation

Pc = Les pertes de charges de la canalisation à l’aspiration de la pompe (longueur développée linéaire, diamètre canalisation, coudes et accessoires, vitesse d’écoulement)

Quelles sont les innovations et les solutions pour la gestion du NPSH ?

Les avancées technologiques offrent plusieurs solutions pour mieux gérer le NPSH et améliorer la performance des systèmes de pompage :

Les pompes à conception optimisée : les fabricants conçoivent des pompes avec des caractéristiques spécifiques pour réduire le NPSHr (hauteur d’aspiration positive net requise), permettant une plus grande flexibilité dans les conditions d’aspiration.

Les systèmes de détection et de surveillance : l’intégration de capteurs et de systèmes de surveillance en temps réel permet de détecter les conditions de cavitation avant qu’elles ne causent des dommages significatifs.

L’amélioration des conduites d’aspiration : l’utilisation de conduites d’aspiration plus courtes et de plus grand diamètre peut réduire les pertes de charge, augmentant ainsi le NPSHa. Vitesse d’écoulement dans les canalisations devraient être comprissent entre 0,7 m/s (vitesse auto-curage des canalisations) et 1,5 m/s.

Les systèmes de dépressurisation : dans certains cas, des systèmes de dépressurisation peuvent être utilisés pour abaisser la pression de vapeur du liquide, augmentant ainsi le NPSHa disponible.

En conclusion

Pour résumer, le NPSH est la capacité d’une pompe à aspirer le liquide, ce point est critique, si ce n’est pas le cas, le système de pompage ne fonctionne pas !

Que le liquide soit en dessous ou au-dessus du niveau de la pompe faire rentrer le liquide en quantité suffisante dans la volute de la pompe n’est pas chose naturelle, même si certaine situation semble sur le papier plus favorable que d’autre.

A l’aspiration d’une pompe, la présence de manomètre ou de vacuomètre est un moyen de vérifier et appréhendé ce qui s’y passe, une valeur inférieur ou égale a zéro doit attirer votre attention

Le NPSH disponible doit être calculer et rapproché du NPSH Requis systématiquement.

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