ポンプのNPSH

ポンプのNPSH
ポンプ流路内で圧力が飽和蒸気圧以下となるとキャビテーションが発
生する。ポンプの基準面において，液体がもつ全圧（絶対圧）が液体のそ
の温度における飽和蒸気圧（絶対圧）よりいくら高いかをヘッドで表した
も の，す な わ ち 実 際 上 利 用 で き る 吸 込 ヘ ッ ド を 有 効 吸 込 ヘ ッ ド
（NPSHは
（available NPSH, NPSHA）と 呼 び，次 の 式 のh sv で 表 さ れ る。
Net Positive Suction Headの略）
h sv ＝
＝
Ps−Pv
ρg
Pa
Pv
− Hs − hl −
ρg
ρg
ここに，
h sv ：有効吸込ヘッド（m）
P s ：ポンプ基準面上における全圧
（絶対圧）
（Pa）
P v ：飽和蒸気圧（絶対圧）
（Pa）
P a ：吸込液面に作用する圧力，通常は大気圧
（絶対圧）
（Pa）
H s ：吸込液面からポンプ基準面までの高さ
（m）
h l ：吸込管中の損失ヘッド（m）
ρ ：密度（kg/m3）
g ：自由落下の加速度（m/s2）
また，ある運転状態において，キャビテーションによる性能低下を避
けるためにポンプとして必要な吸込ヘッドを必要有効吸込ヘッド
（required NPSH, NPSHR）と呼ぶ。必要有効吸込ヘッドはポンプ自身に
よって定まる固有のもので，これをH sv とすると，キャビテーションの
発生を防ぐにはh sv ＞H sv でなければならない。
参考：遠心ポンプの場合，H sv は次の式で表される。
H sv ＝λ 1
w1 2
v0 2
＋ λ2
2g
2g
ここに，
λ1：圧力係数（0.3∼0.6）
w1：羽根入口での局部的流速（m/s）
λ2：圧力係数（1.1∼1.2）
v 0 ：ポンプ入口での流速（m/s）
Δh2
Δh4
Δh3
Δh 1
＝H s
Pa /ρg
Pa /ρg：吸込水面に作用する圧力ヘッド
Δ h 1 ：高さにより減少する圧力ヘッドH s
Δh2
：摩擦などにより失われる圧力ヘッドhl
Δh3
：速度ヘッドとなって減少する圧力ヘッドλ2 v0 2/2g
Δh4
：羽根入口での局部的増速により低下する圧力ヘッド
λ1 w12/2g
図．羽根車に入るまでの圧力低下