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 = 0,12 min⁻¹X = 85%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,12 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 85 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,12 min⁻¹X = 85%
τ = min
2.Leicht
V = ?, k = 0,3 min⁻¹Q = 40 L/minX = 50%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,3 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 40 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 50 % Umsatz von A.

Q = 40 L/mink = 0,3 min⁻¹X = 50%
V = L
3.Mittel
Q = 80 L/minCA0​ = 1,5 mol/LCA​ = ?V = 50 L, k = 0,2 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,2 min⁻¹) läuft in einem idealen Strömungsrohr (PFR) mit 50 L. Der Zulauf tritt mit 80 L/min und CA0 = 1,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 50 LQ = 80 L/mink = 0,2 min⁻¹CA0 = 1,5 mol/L
CA = mol/L
4.Mittel
QX = 70%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 70 % 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 = 70%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
5.Schwer
V = 500 LQ = 80 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,08 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 500 L und einem Zulauf von 80 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 500 LQ = 80 L/mink = 0,08 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 20 L/minX = ?V = 100 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,4 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 100 L und einem Zulauf von 20 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 100 LQ = 20 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 47,22 min
  2. 2. V = 133,3 L
  3. 3. CA = 1,324 mol/L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1,938
  5. 5. X = 33,33 %
  6. 6. X = 86,47 %

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