Nell’ingegneria chimica e nell’ingegneria dei reattori, la velocità spaziale si riferisce al quoziente della portata volumetrica in entrata dei reagenti diviso per il volume del reattore. È comunemente considerato come il reciproco dello spazio-tempo del reattore. Nell’industria, può essere ulteriormente definito dalla fase dei reagenti a determinate condizioni. Esistono valori speciali per questa misurazione per liquidi e gas e per sistemi che utilizzano catalizzatori solidi.
Per definizione, la velocità spaziale può essere espressa matematicamente come SV ≡ υ0 / V. In questa espressione, υ0 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 lo spazio tempo del reattore, . Tuttavia, lo spazio-tempo viene misurato alle condizioni dell’ingresso del reattore e la velocità spaziale viene spesso misurata in una serie di condizioni standard, quindi la velocità riportata può essere diversa dal reciproco dello spazio-tempo misurato.
La velocità spaziale oraria del liquido (LHSV), è un metodo per mettere in relazione la portata del liquido reagente al volume del reattore a una temperatura standard. Di solito, questa temperatura varia da 60 ° Fahrenheit a 75 ° Fahrenheit (da 15.6 ° Celsius a 23.9 ° Celsius). La portata volumetrica viene trattata come un liquido in queste condizioni, anche se il materiale effettivo può essere un gas in condizioni operative normali.
La velocità spaziale oraria del gas (GHSV) è un metodo simile per mettere in relazione la portata del gas reagente con il volume del reattore. Il GHSV viene solitamente misurato a temperatura e pressione standard. Diversi settori possono avere le proprie definizioni per temperatura e pressione standard e queste condizioni possono essere più vicine alle condizioni ambientali rispetto ai valori dell’Unione internazionale di chimica pura e applicata di 32°F (0°C) e 1 bar (100 kPa). È sempre importante per un ingegnere verificare la base di calcolo.
La velocità spaziale oraria ponderale (WHSV) differisce da LHSV e GHSV, perché 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 è noto il volume del reattore ed è nota la portata del reagente in ingresso. Ad esempio, se 70 piedi3/ora di un reagente entrano in un reattore con un volume interno di 250 piedi3, la velocità spaziale calcolata è di circa 0.28 ore-1. Questo può essere visto come il numero di cambiamenti del reattore che il sistema sta subendo in un’ora.