Scheda di esercizi di Dimensionamento dei reattori (CSTR e PFR) con soluzioni

Scheda di esercizi di Dimensionamento dei reattori (CSTR e PFR) gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
τ = ?k = 0,5 min⁻¹X = 70%

Una reazione del primo ordine in fase liquida con k = 0,5 min⁻¹ avviene in un CSTR in regime stazionario. Quale tempo spaziale τ serve per raggiungere una conversione del 70%?

k = 0,5 min⁻¹X = 70%
τ = min
2.Facile
V = 250 L, k = 0,25 min⁻¹Q = 80 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

Una reazione del primo ordine in fase liquida A → B (k = 0,25 min⁻¹) avviene in un reattore continuo a serbatoio agitato (CSTR) da 250 L. L’alimentazione entra a 80 L/min con CA0 = 2 mol/L. La densità è costante e il reattore è in regime stazionario. Trova la concentrazione di uscita CA.

V = 250 LQ = 80 L/mink = 0,25 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
3.Media
QX = 50%stessi Q, k e X del CSTR

Una reazione del primo ordine in fase liquida deve raggiungere una conversione del 50%. Quante volte più grande di un PFR deve essere un CSTR a parità di portata di alimentazione, costante cinetica e conversione? Trova il rapporto VCSTR/VPFR.

X = 50%primo ordine, stessi k e Q
VCSTR/VPFR =
4.Media
Q = 50 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?V = 200 L, k = 0,25 min⁻¹

Una reazione del primo ordine in fase liquida A → B (k = 0,25 min⁻¹) avviene in un reattore a flusso a pistone (PFR) da 200 L. L’alimentazione entra a 50 L/min con CA0 = 1 mol/L. La densità è costante e il reattore è in regime stazionario. Trova la concentrazione di uscita CA.

V = 200 LQ = 50 L/mink = 0,25 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
5.Difficile
V = 2000 LV = 2000 LQ = 50 L/minX = ?

Una reazione del primo ordine in fase liquida (k = 0,1 min⁻¹) avviene in due CSTR uguali in serie, ciascuno da 2000 L. La portata di alimentazione è 50 L/min, la densità è costante e i reattori sono in regime stazionario. Trova la conversione complessiva X in percentuale.

V = 2000 L (×2)Q = 50 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %
6.Difficile
V = 400 LQ = 10 L/minX = ?

Una reazione del primo ordine in fase liquida (k = 0,5 min⁻¹) avviene in un CSTR da 400 L alimentato a 10 L/min. La densità è costante e il reattore è in regime stazionario. Trova la conversione X in percentuale.

V = 400 LQ = 10 L/mink = 0,5 min⁻¹
X = %

Soluzioni

  1. 1. τ = 4,667 min
  2. 2. CA = 1,123 mol/L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 1,443
  4. 4. CA = 0,3679 mol/L
  5. 5. X = 96 %
  6. 6. X = 95,24 %

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