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.

Per i docenti: gratuita da stampare, copiare e usare in classe. Ogni nuova scheda ha nuovi valori e le sue soluzioni. Un link a ExamProblems nella pagina del corso è molto apprezzato.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
V = ?, k = 0,25 min⁻¹Q = 25 L/minX = 60%

Una reazione del primo ordine in fase liquida A → B con k = 0,25 min⁻¹ viene condotta in un reattore continuo a serbatoio agitato (CSTR) alimentato a 25 L/min. La densità è costante e il reattore è in regime stazionario. Trova il volume del reattore V in litri per una conversione di A del 60%.

Q = 25 L/mink = 0,25 min⁻¹X = 60%
V = L
2.Facile
τ = ?k = 0,25 min⁻¹X = 90%

Una reazione del primo ordine in fase liquida con k = 0,25 min⁻¹ avviene in un CSTR in regime stazionario. Quale tempo spaziale τ serve per raggiungere una conversione del 90%?

k = 0,25 min⁻¹X = 90%
τ = min
3.Media
QX = 85%stessi Q, k e X del CSTR

Una reazione del primo ordine in fase liquida deve raggiungere una conversione del 85%. 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 = 85%primo ordine, stessi k e Q
VCSTR/VPFR =
4.Media
Q = 25 L/minCA0​ = 2,5 mol/LCA​ = ?V = 800 L, k = 0,08 min⁻¹

Una reazione del primo ordine in fase liquida A → B (k = 0,08 min⁻¹) avviene in un reattore a flusso a pistone (PFR) da 800 L. L’alimentazione entra a 25 L/min con CA0 = 2,5 mol/L. La densità è costante e il reattore è in regime stazionario. Trova la concentrazione di uscita CA.

V = 800 LQ = 25 L/mink = 0,08 min⁻¹CA0 = 2,5 mol/L
CA = mol/L
5.Difficile
V = 400 LV = 400 LQ = 25 L/minX = ?

Una reazione del primo ordine in fase liquida (k = 0,25 min⁻¹) avviene in due CSTR uguali in serie, ciascuno da 400 L. La portata di alimentazione è 25 L/min, la densità è costante e i reattori sono in regime stazionario. Trova la conversione complessiva X in percentuale.

V = 400 L (×2)Q = 25 L/mink = 0,25 min⁻¹
X = %
6.Difficile
V = 1000 LV = 1000 LQ = 100 L/minX = ?

Una reazione del primo ordine in fase liquida (k = 0,12 min⁻¹) avviene in due CSTR uguali in serie, ciascuno da 1000 L. La portata di alimentazione è 100 L/min, la densità è costante e i reattori sono in regime stazionario. Trova la conversione complessiva X in percentuale.

V = 1000 L (×2)Q = 100 L/mink = 0,12 min⁻¹
X = %

Soluzioni

  1. 1. V = 150 L
  2. 2. τ = 36 min
  3. 3. VCSTR/VPFR = 2,987
  4. 4. CA = 0,1933 mol/L
  5. 5. X = 96 %
  6. 6. X = 79,34 %

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