Calculateur de risque de cavitation et de rapport NPSH
Comparez le rapport NPSH et le nombre de Thoma d’une pompe, le nombre σ d’un écoulement et l’indice d’une vanne à vos limites. Pression de vapeur de l’eau selon la température.
Cavitation
Si la pression d’un liquide atteint sa pression de vapeur, il bout localement et forme des bulles. Lorsque ces bulles s’effondrent dans une zone où la pression remonte, elles érodent les surfaces métalliques, produisent bruit et vibrations et réduisent la hauteur manométrique de la pompe. Cela se produit aux entrées des pompes, dans les vannes étranglées, aux orifices et sur les hélices rapides.
Grandeurs utilisées
Pour un écoulement, le nombre de cavitation vaut σ = (p − pv) / (ρ × v² / 2). Il divise la marge sur la pression de vapeur par la pression dynamique. Plus σ est faible, plus le risque est élevé. Chaque géométrie a son seuil d’apparition.
Pour une pompe, le rapport NPSH divise le NPSHa fourni par l’installation par le NPSHr demandé par le fabricant. Sous 1, la pompe cavite. Le nombre de Thoma rapporte ce NPSH à la hauteur manométrique : σT = NPSH / H.
Pour les vannes, on compare l’indice de cavitation σ = (p1 − pv) / (p1 − p2) à la limite du fabricant.
Exemple
De l’eau à 20 °C circule à 12 m/s sous 2 bar absolus. La pression dynamique vaut 71,9 kPa, la marge sur la vapeur 197,7 kPa et le nombre de cavitation 2,75. Avec un seuil d’apparition de 1,5, aucune cavitation n’est attendue. La limite est atteinte à 16,2 m/s.
Limites
L’outil ne détermine pas les limites. Le NPSHr, le seuil d’apparition et l’indice limite de vanne proviennent du fabricant ou des essais. Les gaz dissous, la charge partielle et les transitoires peuvent avancer la cavitation. Cette évaluation est préliminaire.
Questions fréquentes
Comment calculer le nombre de cavitation ?
Avec une pression absolue de 2 bar, une pression de vapeur de 2 kPa, une masse volumique de 1000 kg/m³ et une vitesse de 10 m/s, le nombre de cavitation vaut 3,96. Divisez la marge sur la pression de vapeur par la pression dynamique. Ce calcul préliminaire ne détermine pas le seuil expérimental de la géométrie et ne couvre ni les transitoires ni les gaz dissous.
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