[화학공학] 공간 시간(Space Time)과 공간 속도(Space Velocity)

오늘은 반응공학에서 자주 사용되는 공간 시간과 공간 속도에 대해 알아보자.

 

1. 공간 시간(Space Time, 𝛕)

- 아래와 같은 반응기가 있을 때, 공간 시간이란 다음과 같다.

반응기 전체 부피를 반응기에 투입되는 양(Feed Rate)으로 나눈 값으로 정성적인 의미로는 반응물이 반응기 내 체류하는 시간을 말한다.

 

- 식으로 나타내면 다음과 같다.
- 𝛕(공간 시간), V(반응기 부피, ㎥), Fo(반응기 투입되는 양, ㎥/hr)

공간시간

 

 

 

2. 공간 속도(Space Velocity, SV)

- 공간 속도란 다음과 같다.

공간 속도는 공간 시간의 역수로 나타낸다. 정성적 의미로는 단위 시간 당 얼마나 많은 반응기의 부피 대비 얼마나 많은 양이 반응하는지를 의미한다.

 

- 식으로 나타내면 다음과 같다.

- SV(공간속도)

공간속도

 

3. 공간 속도의 종류

3.1) 질량공간 속도(Weight Hourly Space Velocity, WHSV)

 - 고체 촉매 반응에서 사용되는 공간속도로 전체 유효 반응물 Flow Rate대비 전체 촉매 질량을 나타냄

 - FBR 반응기에 고체 촉매 투입시 해당 개념을 사용하기도 한다. FBR에 대한 내용은 이전 글을 참조하기 바란다.

[공부/공학(Engineering)] - [화학공학] 고정층 반응기(Fixed Bed Reactor, FBR)

 

 

 

3.2) 액체공간 속도(Liquid Hourly Space Velocity, LHSV)

 - 액체반응 또는 액체-고체 촉매 반응에서 사용됨

 - 액상 반응물 유량은 16~24 ℃ 기준에서 측정한 값을 사용함

 

 

 

 

3.3) 기체공간 속도(Gas Hourly Space Velocity, GHSV)

 - 기상반응에서 사용되는 용어
 - 측정 조건은 STP(Standard Temperature and Pressure)에서 측정된 유량값 사용