Begin bij het cavitatieprincipe
KSB definieert cavitatie als het ontstaan en plotseling imploderen van holtes, zoals dampbellen, in een vloeistofstroom. Het onderscheidt dampcavitatie van gascavitatie. Dampcavitatie ontstaat wanneer de statische druk in de vloeistof onder de dampspanning zakt die bij de vloeistoftemperatuur hoort, KSB voegt eraan toe dat dit gebeurt zonder externe warmtetoevoer en dat kleine kiemen, vaak microscopisch kleine dampbelletjes, eveneens een voorwaarde zijn. Bij gascavitatie ontstaan bellen doordat opgeloste gassen uit de oplossing komen wanneer de druk onder de verzadigingsdruk van die gassen zakt. Omdat die verzadigingsdruk vaak hoger is dan de dampspanning, kan gascavitatie optreden bij drukken boven de dampspanning.
KSB legt uit dat de statische druk, terwijl de vloeistof door de waaier stroomt, daalt ten opzichte van de druk stroomopwaarts van de waaier, vooral aan de inlaat van het schoepkanaal. Hoe groot die daling is, hangt af van het toerental, de dichtheid en viscositeit van de vloeistof, de inlaatgeometrie van de waaier, het werkpunt en het snelheidsprofiel van de toestroming. Verschillende van deze factoren horen bij de pomp zelf en zijn werkconditie, en daarom kan de pompzijde van de NPSH-vergelijking niet uit de installatie alleen worden afgelezen.
Twee grootheden om te vergelijken
KSB stelt dat het beoordelen van de kans op, de omvang van en de gevolgen van cavitatie vereist dat twee waarden worden vergeleken: de NPSH die de pomp nodig heeft, NPSHR, en de NPSH die in het systeem beschikbaar is, NPSHA. Het zijn niet twee namen voor één getal. NPSHA beschrijft wat de installatie levert, betrokken op het midden van de zuigflens, de pagina van KSB presenteert de definitie als formules en merkt op dat het opvoerhoogteverlies intreeverliezen en drukverliezen over kleppen en appendages omvat. Voor pompen zonder conventionele zuigflens, zoals ingelaste in-linepompen of dompelpompen met een inlaattrechter, moet de plaats van het referentiepunt worden gedefinieerd en vermeld.
NPSHR is de pompzijde van de vergelijking. KSB specificeert dat de bepalende som niet onder een minimumwaarde mag komen voor een gegeven pomp en toepassing, en dat cavitatie niet kan worden uitgesloten als aan deze voorwaarde niet is voldaan. Cruciaal is dat een NPSHR-waarde alleen betekenis heeft samen met het bijbehorende cavitatiecriterium. KSB noemt er meerdere: beginnende cavitatie (NPSHi), een bepaalde omvang van de cavitatiezone op de schoepen, het begin van de opvoerhoogtedaling (NPSH0) en een door cavitatie veroorzaakte opvoerhoogtedaling van 3 procent (NPSH3). Het aantonen van NPSHi vereist veeleisende en dure beproevingen, dus er is algemeen overeengekomen dat NPSHR wordt genomen als NPSH3.
Dat laatste punt verdient zorgvuldigheid. NPSH3 is een gedefinieerd criterium voor opvoerhoogtedaling, een daling van 3 procent, en de waarde is geen drempel waaronder cavitatie afwezig is. De eigen lijst met criteria van KSB laat zien dat bellen eerder kunnen verschijnen (NPSHi). KSB laat ook zien dat deze waarden variëren met het werkpunt, dus een enkel getal geldt voor een vermelde conditie, niet voor de pomp in het algemeen.
Waarom temperatuur in de bespreking thuishoort
KSB merkt op dat er een verband bestaat tussen dampspanning en temperatuur, zodat dezelfde zuigdruk op een andere afstand van de dampspanning ligt wanneer de vloeistoftemperatuur verandert. KSB zegt dat om cavitatie te voorkomen, of tot een aanvaardbaar niveau te beperken, de druk stroomopwaarts van de waaier de dampspanning met een bepaalde minimale marge moet overschrijden. De pagina's geven geen enkele marge die voor alle vloeistoffen en pompen geldt, de marge is gekoppeld aan de pomp, de toepassing en het gekozen cavitatiecriterium.
NPSHR wordt grotendeels door beproeving vastgesteld. KSB wijst specifiek op het belang van proeven bij omrekening tussen toerentallen, gelijkvormige pompmaten of vloeistoffen. Een waarde uit een andere beproevingsconditie moet dus niet stilzwijgend worden behandeld als een installatiespecifieke eis.
Houd de grenzen van de uitleg helder
Dit artikel legt uit wat er moet worden vergeleken. Het berekent niet de beschikbare NPSH van enige installatie en specificeert geen toegestaan werkpunt. KSB beschrijft wel symptomen zoals toegenomen geluid, onrustige loop en dalingen in opvoerhoogte en rendement als aanwijzingen dat cavitatie plaatsvindt, maar zegt ook dat materiaalschade niet bij elke vorm van cavitatiebedrijf optreedt. De bronnen ondersteunen dus niet het diagnosticeren van cavitatie op basis van één geluids- of trillingswaarneming. Pompgegevens, vloeistofcondities en een goedgekeurde technische beoordeling zijn nodig. Bij het vastleggen of bespreken van een resultaat moeten NPSHA en NPSHR worden opgeschreven als de afzonderlijke grootheden die ze zijn, met vermelding van het NPSHR-criterium.