Cos'è la velocità spaziale?
Nell'ingegneria chimica e nell'ingegneria dei reattori, la velocità spaziale si riferisce al quoziente della portata volumetrica in entrata dei reagenti divisa per il volume del reattore. È comunemente considerato il reciproco del tempo di spazio del reattore. Nell'industria, la velocità spaziale può essere ulteriormente definita dalla fase dei reagenti a determinate condizioni. Valori speciali per questa misura esistono per liquidi e gas e per sistemi che usano catalizzatori solidi.
Per definizione, la velocità dello spazio può essere espressa matematicamente come SV υ υ 0 / V. In questa espressione, 0 rappresenta la portata volumetrica dei reagenti che entrano nel reattore e V rappresenta il volume del reattore stesso. Questa espressione è il reciproco della definizione per il tempo di spazio del reattore, τ. Il tempo spaziale viene misurato alle condizioni dell'ingresso del reattore, tuttavia, e la velocità spaziale viene spesso misurata in un insieme di condizioni standard, quindi la velocità spaziale riportata può essere diversa dal reciproco del tempo spaziale misurato.
La velocità spaziale oraria del liquido (LHSV) è un metodo per mettere in relazione la portata del liquido del reagente con il volume del reattore a una temperatura standard. Di solito, questa temperatura varia da 60 ° Fahrenheit a 75 ° Fahrenheit (da 15,6 ° C a 23,9 ° C). La portata volumetrica viene trattata come un liquido in queste condizioni, anche se il materiale reale può essere un gas in normali condizioni operative.
La velocità spaziale oraria del gas (GHSV) è un metodo simile per correlare la portata del gas reagente al volume del reattore. Il GHSV viene solitamente misurato a temperatura e pressione standard. Diverse industrie possono avere le proprie definizioni per temperatura e pressione standard e queste condizioni possono essere più vicine alle condizioni ambientali che ai valori dell'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata di 0 ° C (32 ° F) e 1 bar (100 kPa). È sempre importante che un ingegnere controlli la base del calcolo.
La velocità spaziale oraria del peso (WHSV) differisce da LHSV e GHSV, poiché il volume non viene utilizzato. La massa, piuttosto che il volume, fornisce la base per WHSV. Questa misura è il quoziente della portata massica dei reagenti diviso per la massa del catalizzatore nel reattore.
I calcoli sono semplici quando il volume del reattore è noto e la portata del reagente in ingresso è nota. Ad esempio, se 70 piedi 3 / ora di un reagente entrano in un reattore con un volume interno di 250 piedi 3 , la velocità spaziale calcolata è di circa 0,28 ore -1 . Questo può essere visto come il numero di modifiche al reattore che il sistema sta subendo in un'ora.