Qu'est-ce que la vitesse spatiale?
En génie chimique et en génie des réacteurs, la vitesse spatiale désigne le quotient du débit entrant dans le volume volumétrique des réactifs divisé par le volume du réacteur. Il est communément considéré comme l'inverse du temps d'espace du réacteur. Dans l'industrie, la vitesse spatiale peut être définie davantage par la phase des réactifs dans des conditions données. Des valeurs spéciales pour cette mesure existent pour les liquides et les gaz, ainsi que pour les systèmes utilisant des catalyseurs solides.
Par définition, la vitesse spatiale peut être exprimée mathématiquement par SV υ 0 / V. Dans cette expression, θ 0 représente le débit volumétrique des réactifs entrant dans le réacteur et V représente le volume du réacteur lui-même. Cette expression est l'inverse de la définition du temps-espace du réacteur, τ. Cependant, le temps-espace est mesuré aux conditions d'entrée du réacteur et la vitesse spatiale étant souvent mesurée selon un ensemble de conditions standard, de sorte que la vitesse spatiale rapportée peut être différente de l'inverse du temps-espace mesuré.
La vitesse spatiale horaire du liquide (LHSV) est une méthode permettant de lier le débit du liquide réactif au volume du réacteur à une température standard. Habituellement, cette température varie de 15,6 ° C à 23,9 ° C (60 ° Fahrenheit à 75 ° F). Le débit volumétrique est traité comme un liquide dans ces conditions, même si le matériau réel peut être un gaz dans des conditions de fonctionnement normales.
La vitesse spatiale horaire du gaz est une méthode similaire permettant de lier le débit de gaz réactif au volume du réacteur. Le SGHH est généralement mesuré à la température et à la pression standard. Différentes industries peuvent avoir leurs propres définitions de température et de pression standard et ces conditions peuvent être plus proches des conditions ambiantes que les valeurs de l'Union internationale de chimie pure et appliquée de 32 ° F (0 ° C) et 1 bar (100 kPa). Il est toujours important pour un ingénieur de vérifier la base de calcul.
La vitesse spatiale horaire pondérée (WHSV) diffère des valeurs LHSV et GHSV car le volume n’est pas utilisé. La masse, plutôt que le volume, constitue la base de WHSV. Cette mesure est le quotient du débit massique des réactifs divisé par la masse du catalyseur dans le réacteur.
Les calculs sont simples lorsque le volume du réacteur est connu et que le débit de réactif entrant est connu. Par exemple, si 70 pieds 3 / heure d'un réactif entre dans un réacteur avec un volume interne de 250 pieds 3 , la vitesse spatiale calculée est d'environ 0,28 heure -1 . Cela peut être vu comme le nombre de changements de réacteurs que le système subit en une heure.