Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
τ = ?k = 0,05 min⁻¹X = 75%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,05 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 75 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,05 min⁻¹X = 75%
τ = min
2.Leicht
τ = ?k = 0,25 min⁻¹X = 70%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,25 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 70 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,25 min⁻¹X = 70%
τ = min
3.Mittel
Q = 40 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?V = 1500 L, k = 0,05 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,05 min⁻¹) läuft in einem idealen Strömungsrohr (PFR) mit 1500 L. Der Zulauf tritt mit 40 L/min und CA0 = 1 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 1500 LQ = 40 L/mink = 0,05 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
4.Mittel
QX = 75%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 75 % Umsatz erreichen. Wie viel größer muss ein Rührkessel (CSTR) sein als ein Strömungsrohr (PFR) bei gleichem Zulauf, gleicher Geschwindigkeitskonstante und gleichem Umsatz? Bestimme das Verhältnis VCSTR/VPFR.

X = 75%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
5.Schwer
V = 1000 LV = 1000 LQ = 40 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,3 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 1000 L. Der Zulauf beträgt 40 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 1000 L (×2)Q = 40 L/mink = 0,3 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 500 LV = 500 LQ = 5 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,08 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 500 L. Der Zulauf beträgt 5 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 500 L (×2)Q = 5 L/mink = 0,08 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 60 min
  2. 2. τ = 9,333 min
  3. 3. CA = 0,1534 mol/L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 2,164
  5. 5. X = 98,62 %
  6. 6. X = 98,77 %

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