NPSH คืออะไร ? ทำไมถึงสำคัญมากสำหรับการออกแบบระบบปั๊มน้ำ

Kong
Sep 11
2 min read

Updated: Nov 3

NPSH คืออะไร? 📌 หัวใจสำคัญของการป้องกันคาวิเตชั่นในปั๊มน้ำหอยโข่ง

NPSH (Net Positive Suction Head) คือ ค่าพลังงานหรือแรงดันที่จำเป็นต่อการทำงานของ ปั๊มน้ำ บริเวณท่อดูด เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอ ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการเกิด คาวิเตชั่น (Cavitation) ที่สร้างความเสียหายร้ายแรงให้กับปั๊มน้ำ การคำนวณและทำความเข้าใจค่า NPSH ที่ถูกต้อง จึงเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการ ออกแบบระบบปั๊มน้ำ ให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ราบรื่น และทนทาน

เรามาทำความรู้จักกับ NPSH ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ส่วนหลัก คือ NPSHa และ NPSHr เพื่อให้การเลือกและการติดตั้ง ปั๊มน้ำหอยโข่ง ของคุณเป็นไปอย่างสมบูรณ์แบบ

NPSH คืออะไร ? ทำไม NPSH ถึงมีความสำคัญต่อระบบปั๊มน้ำ?

การทำความเข้าใจและจัดการค่า NPSH ให้ถูกต้อง มีประโยชน์อย่างยิ่งต่อความยั่งยืนของระบบปั๊ม:

🛡️ ป้องกัน Cavitation: ป้องกันการเกิดฟองไอและแรงกระแทก ที่ทำให้ปั๊มทำงานผิดปกติ, มีเสียงดัง, สั่นสะเทือน และเกิดความเสียหายต่อชิ้นส่วนภายในปั๊ม โดยเฉพาะใบพัด
✅ เลือกปั๊มที่เหมาะสม: การทราบค่า NPSH ช่วยในการเลือกปั๊มที่มีค่า NPSHr ที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมและเงื่อนไขของระบบ (NPSHa) ที่เรามี
🏗️ ออกแบบระบบปั๊มน้ำที่มีประสิทธิภาพ: การออกแบบท่อ, วาล์ว, และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับ ปั๊มน้ำหอยโข่ง ต้องคำนึงถึงค่า NPSH เพื่อให้ปั๊มสามารถทำงานได้เต็มประสิทธิภาพและมีอายุการใช้งานยาวนาน
🔧 แก้ไขปัญหาปั๊ม: หากปั๊มน้ำมีปัญหา เช่น ดูดน้ำไม่ขึ้น การตรวจสอบและปรับปรุงค่า NPSHa ในระบบท่อดูดอาจช่วยแก้ไขปัญหาได้

NPSH 2 ส่วนหลักที่ต้องทำความเข้าใจ

1. NPSHa (Net Positive Suction Head Available): แรงดันทางด้านดูดที่มีอยู่จริง

NPSHa คือ "แรงดันทางด้านดูดที่มีอยู่จริง" ณ จุดติดตั้งปั๊ม เป็นค่าที่สะท้อนคุณสมบัติของ "ระบบท่อ" ที่เราออกแบบและติดตั้งขึ้นมาทั้งหมด ค่า NPSHa สามารถเปลี่ยนแปลงได้ และยิ่งมีค่าสูงยิ่งดีต่อปั๊มน้ำ

ปัจจัยที่มีผลต่อ NPSHa:

ระดับน้ำ: ระดับน้ำที่สูงกว่าตำแหน่งปั๊มจะช่วย เพิ่มค่า NPSHa
แรงดันบรรยากาศ: พื้นที่ที่สูงจากระดับน้ำทะเลจะมีแรงดันบรรยากาศต่ำลง ส่งผลให้ NPSHa ลดลง
อุณหภูมิของของเหลว: ของเหลวที่ร้อนขึ้น (มีอุณหภูมิสูง) จะมีความเสี่ยงที่จะกลายเป็นไอได้ง่ายขึ้น ทำให้ NPSHa ลดลง
แรงเสียดทานในท่อดูด: ท่อดูดที่ยาว, มีขนาดเล็ก, หรือมีข้องอเยอะ จะสร้างแรงต้าน ทำให้ NPSHa ลดลง การใช้ท่อดูดขนาดใหญ่ขึ้นจะช่วย เพิ่มค่า NPSHa

2. NPSHr (Net Positive Suction Head Required): แรงดันขั้นต่ำที่ปั๊มต้องการ

NPSHr คือ "แรงดันทางด้านดูดขั้นต่ำที่ปั๊มต้องการ" เพื่อให้ไม่เกิด คาวิเตชั่น เป็นค่าคงที่เฉพาะของปั๊มน้ำแต่ละรุ่น ถูกกำหนดมาจากการออกแบบของผู้ผลิต และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

การค้นหาค่า: ค่า NPSHr สามารถดูได้จากกราฟ Performance Curve หรือตารางข้อมูลจำเพาะของปั๊มรุ่นนั้น ๆ
หลักการเลือกปั๊ม: ควรเลือกปั๊มที่มีค่า NPSHr ต่ำ เพื่อลดความเสี่ยงของการเกิดคาวิเตชั่น

🔑 กฎทอง: NPSHa ต้องมากกว่า NPSHr เสมอ

เพื่อให้ ปั๊มน้ำ ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย การออกแบบระบบที่ถูกต้องคือ:

NPSHa >NPSHr

และควรเผื่อค่าความปลอดภัย (Safety Margin) ไว้ที่ อย่างน้อย $0.5 - 1$ เมตร

⚠️ จะเกิดอะไรขึ้นถ้า NPSHa น้อยกว่า NPSHr? (Cavitation)

หากแรงดันในระบบที่คุณมี (NPSHa) น้อยกว่าแรงดันขั้นต่ำที่ปั๊มต้องการ (NPSHr) จะทำให้เกิด คาวิเตชั่น อย่างรุนแรง ซึ่งจะส่งผลเสียตามมาดังนี้:

ประสิทธิภาพลดลง: ปั๊มดูดน้ำไม่ขึ้น หรือส่งน้ำได้น้อยกว่าที่ควรจะเป็น
ความเสียหายทางกล: เกิดเสียงดัง, ตัวปั๊มน้ำสั่นสะเทือน, และเกิดการกัดกร่อนที่ใบพัด และตัวเรือนปั๊มจนเกิดความเสียหายอย่างมาก

คาวิเตชั่น เป็นปฏิกิริยาที่น้ำเปลี่ยนเป็นไอและเกิดฟองสุญญากาศ ซึ่งเมื่อฟองแตกตัวจะสร้างแรงกระแทกที่สามารถกัดกร่อนเนื้อวัสดุของใบพัดได้อย่างต่อเนื่อง

สรุป: NPSH ค่าที่สำคัญที่สุดในการติดตั้งปั๊มน้ำ

NPSH (Net Positive Suction Head) ถือว่าเป็นค่าที่มีความสำคัญเป็นอย่างมากที่ช่างและผู้ติดตั้ง ปั๊มน้ำหอยโข่ง จะต้องรู้ เพราะปัญหาที่พบบ่อย เช่น ปั๊มสั่น ปั๊มมีเสียงดัง หรือสูบน้ำได้น้อย ล้วนเกี่ยวข้องกับความไม่สมดุลของค่า NPSH

หาก NPSHa สูงกว่า NPSHr อย่างเหมาะสม ปั๊มของคุณก็จะทำงานราบรื่น ทนทาน และมีประสิทธิภาพสูงสุด
หากค่า NPSHa น้อยกว่า NPSHr ให้พิจารณาปรับปรุงระบบท่อดูด (เช่น ใช้ท่อขนาดใหญ่ขึ้น, ลดจำนวนข้องอ, ลดระดับความสูงของปั๊ม) หรือเปลี่ยนไปใช้ปั๊มรุ่นที่มีค่า NPSHr ต่ำลง

ข้อควรระวังการเกิด คาวิเตชั่น (Cavitation) ในปั๊มน้ำหอยโข่ง

สิ่งที่ต้องระวังที่ทำให้เกิดคาวิเตชั่น (Cavitation) เป็นปฏิกิริยาที่ค่อย ๆ เปลี่ยนน้ำให้กลายเป็นไอและเกิดเป็นฟองสุญญากาศที่มีค่าความดันต่ำ และแตกตัวให้เกิดแรงกระแทก ที่สามารถกัดกร่อนให้เนื้อวัสดุของใบพัดเกิดความเสียหายได้ และอัตราการไหลของน้ำก็จะมีประสิทธิภาพลดลงตามไปด้วย ซึ่งหากการคำนวณค่า NPSH มีค่า NPSHa มากกว่า NPSHr

ก็จะไม่เกิดคาวิเตชั่น