En génie chimique et en génie des réacteurs, la vitesse spatiale fait référence au quotient du débit volumétrique entrant des réactifs divisé par le volume du réacteur. Il est communément considéré comme l’inverse de l’espace-temps du réacteur. Dans l’industrie, il peut être défini davantage par la phase des réactifs dans des conditions données. Des valeurs spéciales pour cette mesure existent pour les liquides et les gaz, et pour les systèmes qui utilisent des catalyseurs solides.
Par définition, la vitesse spatiale peut être exprimée mathématiquement par SV υ0 / V. Dans cette expression, υ0 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 de l’espace-temps du réacteur, . Cependant, l’espace-temps est mesuré dans les conditions de l’entrée du réacteur et la vitesse spatiale est souvent mesurée dans un ensemble de conditions standard, de sorte que la vitesse rapportée peut être différente de l’inverse de l’espace-temps mesuré.
La vitesse spatiale horaire du liquide (LHSV) est une méthode permettant de relier le débit de liquide réactif au volume du réacteur à une température standard. Habituellement, cette température varie de 60 ° Fahrenheit à 75 ° Fahrenheit (15.6 ° Celsius à 23.9 ° Celsius). 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 (GHSV) est une méthode similaire pour relier le débit de gaz réactif au volume du réacteur. Le GHSV est généralement mesuré à une température et une pression standard. Différentes industries peuvent avoir leurs propres définitions pour la température et la pression standard et ces conditions peuvent être plus proches des conditions ambiantes que des 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 pondérale (WHSV) diffère de la LHSV et de la GHSV, car le volume n’est pas utilisé. La masse, plutôt que le volume, fournit la base du 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 le débit de réactif entrant est connu. Par exemple, si 70 pieds3/heure d’un réactif entrent dans un réacteur avec un volume interne de 250 pieds3, la vitesse spatiale calculée est d’environ 0.28 heure-1. Cela peut être considéré comme le nombre de changements de réacteur que le système subit en une heure.