Was ist Raumgeschwindigkeit?
In der Chemieingenieur- und Reaktortechnik bezieht sich die Raumgeschwindigkeit auf den Quotienten des eintretenden Volumenstroms der Reaktanden geteilt durch das Reaktorvolumen. Es wird allgemein als Kehrwert der Reaktorraumzeit angesehen. In der Industrie kann die Raumgeschwindigkeit weiter durch die Phase der Reaktanten bei gegebenen Bedingungen definiert werden. Spezielle Werte für diese Messung existieren für Flüssigkeiten und Gase sowie für Systeme, die feste Katalysatoren verwenden.
Per Definition kann die Raumgeschwindigkeit mathematisch als SV SV υ 0 / V ausgedrückt werden. In diesem Ausdruck steht ν 0 für den Volumenstrom der Reaktanten, die in den Reaktor eintreten, und V für das Volumen des Reaktors selbst. Dieser Ausdruck ist der Kehrwert der Definition für die Reaktorraumzeit τ. Die Raumzeit wird jedoch unter den Bedingungen des Reaktoreingangs gemessen, und die Raumgeschwindigkeit wird häufig unter einer Reihe von Standardbedingungen gemessen, so dass die gemeldete Raumgeschwindigkeit vom Kehrwert der gemessenen Raumzeit abweichen kann.
Die stündliche Raumgeschwindigkeit der Flüssigkeit (LHSV) ist ein Verfahren zum Beziehen der Reaktantenflüssigkeitsströmungsrate auf das Reaktorvolumen bei einer Standardtemperatur. Normalerweise reicht diese Temperatur von 60 ° Fahrenheit bis 75 ° Fahrenheit (15,6 ° Celsius bis 23,9 ° Celsius). Der Volumenstrom wird unter diesen Bedingungen als Flüssigkeit behandelt, obwohl das tatsächliche Material unter normalen Betriebsbedingungen ein Gas sein kann.
Die stündliche Gasraumgeschwindigkeit (GHSV) ist ein ähnliches Verfahren, um die Reaktionsgasströmungsrate mit dem Reaktorvolumen in Beziehung zu setzen. GHSV wird normalerweise bei Standardtemperatur und -druck gemessen. Verschiedene Industrien haben möglicherweise ihre eigenen Definitionen für Standardtemperatur und -druck, und diese Bedingungen entsprechen möglicherweise eher den Umgebungsbedingungen als den Werten der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie von 32 ° F (0 ° C) und 1 bar (100 kPa). Für einen Ingenieur ist es immer wichtig, die Berechnungsgrundlage zu überprüfen.
Die stündliche Raumgeschwindigkeit (WHSV) unterscheidet sich von der LHSV und der GHSV, da das Volumen nicht genutzt wird. Masse statt Volumen bildet die Grundlage für WHSV. Diese Messung ist der Quotient aus dem Massendurchsatz der Reaktanten geteilt durch die Masse des Katalysators im Reaktor.
Berechnungen sind unkompliziert, wenn das Reaktorvolumen und die einströmende Reaktantenströmungsrate bekannt sind. Wenn beispielsweise 70 Fuß 3 / Stunde eines Reaktanten in einen Reaktor mit einem Innenvolumen von 250 Fuß 3 eintreten, beträgt die berechnete Raumgeschwindigkeit ungefähr 0,28 Stunden –1 . Dies kann als Anzahl der Reaktorwechsel angesehen werden, die das System in einer Stunde durchläuft.