Co to jest prędkość kosmiczna?
W inżynierii chemicznej i inżynierii reaktorów prędkość przestrzenna odnosi się do ilorazu objętościowego natężenia przepływu reagentów podzielonego przez objętość reaktora. Jest to powszechnie uważane za odwrotność czasoprzestrzeni reaktora. W przemyśle prędkość przestrzenną można dodatkowo określić przez fazę reagentów w danych warunkach. Specjalne wartości dla tego pomiaru istnieją dla cieczy i gazów oraz dla układów wykorzystujących stałe katalizatory.
Z definicji prędkość przestrzeni może być wyrażona matematycznie jako SV ≡ υ 0 / V. W tym wyrażeniu, υ 0 oznacza objętościowe natężenie przepływu reagentów wchodzących do reaktora, a V reprezentuje objętość samego reaktora. Wyrażenie to jest odwrotnością definicji czasoprzestrzeni reaktora, τ. Czas czasoprzestrzeni jest mierzony w warunkach wejścia do reaktora, a prędkość przestrzeni jest często mierzona w zestawie standardowych warunków, więc zgłaszana prędkość przestrzeni może być różna od odwrotności zmierzonego czasu czasoprzestrzeni.
Godzinna prędkość przestrzeni cieczy (LHSV) to metoda powiązania szybkości przepływu cieczy reagenta z objętością reaktora w standardowej temperaturze. Zazwyczaj temperatura ta waha się od 60 ° Fahrenheita do 75 ° Fahrenheita (15,6 ° Celsjusza do 23,9 ° Celsjusza). W tych warunkach objętościowe natężenie przepływu jest traktowane jako ciecz, nawet jeśli faktyczny materiał może być gazem w normalnych warunkach pracy.
Godzinna prędkość przestrzeni gazowej (GHSV) jest podobną metodą do powiązania prędkości przepływu gazu reakcyjnego z objętością reaktora. GHSV jest zwykle mierzony w standardowej temperaturze i ciśnieniu. Różne branże mogą mieć własne definicje standardowej temperatury i ciśnienia, które mogą być bliższe warunkom otoczenia niż wartościom Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (0 ° C) i 1 bar (100 kPa). Zawsze ważne jest, aby inżynier sprawdził podstawę obliczeń.
Waga godzinnej prędkości przestrzeni (WHSV) różni się od LHSV i GHSV, ponieważ objętość nie jest wykorzystywana. Masa, a nie objętość, stanowi podstawę WHSV. Ten pomiar jest ilorazem masowego natężenia przepływu reagentów podzielonego przez masę katalizatora w reaktorze.
Obliczenia są proste, gdy znana jest objętość reaktora i znane jest natężenie przepływu wchodzącego reagenta. Na przykład, jeśli 70 stóp 3 / godzinę substratu wejdzie do reaktora o wewnętrznej objętości 250 stóp 3 , obliczona prędkość przestrzeni wynosi około 0,28 godziny -1 . Można to zobaczyć, gdy liczba zmian w reaktorze przechodzi w ciągu jednej godziny.