Wat is ruimtelijke snelheid?

In chemische technologie en reactortechniek verwijst ruimtesnelheid naar het quotiënt van de ingaande volumestroom van de reactanten gedeeld door het reactorvolume. Het wordt algemeen beschouwd als het omgekeerde van de reactietijd in de reactor. In de industrie kan de ruimtesnelheid verder worden bepaald door de fase van de reactanten onder gegeven omstandigheden. Er zijn speciale waarden voor deze meting voor vloeistoffen en gassen en voor systemen die vaste katalysatoren gebruiken.

Per definitie kan de ruimtesnelheid wiskundig worden uitgedrukt als SV ≡ υ ₀ / V. In deze uitdrukking vertegenwoordigt Uo de volumestroomsnelheid van de reactanten die de reactor binnenkomen en vertegenwoordigt V het volume van de reactor zelf. Deze uitdrukking is de wederkerige van de definitie voor de reactietijd in de reactor, τ. De ruimtetijd wordt echter gemeten bij de omstandigheden van de ingang van de reactor en de ruimtesnelheid wordt vaak gemeten bij een reeks standaardomstandigheden, dus de gerapporteerde ruimtesnelheid kan verschillen van de reciproke van de gemeten ruimtetijd.

Vloeistof-ruimtesnelheid per uur (LHSV) is een methode om de vloeistofstroomsnelheid van de reactant te relateren aan het reactievolume bij een standaardtemperatuur. Gewoonlijk varieert deze temperatuur van 60 ° Fahrenheit tot 75 ° Fahrenheit (15,6 ° Celsius tot 23,9 ° Celsius). De volumestroom wordt onder deze omstandigheden als vloeistof behandeld, hoewel het werkelijke materiaal onder normale bedrijfsomstandigheden een gas kan zijn.

Gasruimtesnelheid per uur (GHSV) is een vergelijkbare methode om de stroomsnelheid van het reactantgas te relateren aan het reactorvolume. GHSV wordt meestal gemeten bij standaardtemperatuur en -druk. Verschillende industrieën kunnen hun eigen definities voor standaardtemperatuur en -druk hebben en deze omstandigheden kunnen dichter bij omgevingsomstandigheden liggen dan bij de waarden van de International Union of Pure and Applied Chemistry van 0 ° C (32 ° F) en 1 bar (100 kPa). Het is altijd belangrijk voor een ingenieur om de berekeningsbasis te controleren.

Gewicht ruimtesnelheid per uur (WHSV) verschilt van LHSV en GHSV, omdat het volume niet wordt gebruikt. Massa in plaats van volume vormt de basis voor WHSV. Deze meting is het quotiënt van de massastroomsnelheid van de reactanten gedeeld door de massa van de katalysator in de reactor.

Berekeningen zijn eenvoudig wanneer het reactievolume bekend is en de inkomende reactantstroomsnelheid bekend is. Als bijvoorbeeld 70 voet ³ / uur van een reactant een reactor binnengaat met een intern volume van 250 voet ³ , is de berekende ruimtesnelheid ongeveer 0,28 uur ^-1 . Dit kan worden gezien als het aantal reactorveranderingen dat het systeem binnen een uur ondergaat.