解答つき反応器の設計（CSTR と PFR）ワークシート

無料で印刷できる反応器の設計（CSTR と PFR）のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
V = ?, k = 0.4 min⁻¹Q = 10 L/minX = 50%

k = 0.4 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、10 L/min で供給される連続槽型反応器（CSTR）で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 50% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 10 L/mink = 0.4 min⁻¹X = 50%
V = L
2.やさしい
V = 800 L, k = 0.25 min⁻¹Q = 40 L/minCA0​ = 1.5 mol/LCA​ = ?

液相 1 次反応 A → B（k = 0.25 min⁻¹）を 800 L の連続槽型反応器（CSTR）で行う。 原料は 40 L/min、CA0 = 1.5 mol/L で供給される。密度は一定で、反応器は定常状態にある。出口濃度 CA を求めよ。

V = 800 LQ = 40 L/mink = 0.25 min⁻¹CA0 = 1.5 mol/L
CA = mol/L
3.ふつう
Q = 5 L/minX = 80%V = ?, k = 0.12 min⁻¹

k = 0.12 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、5 L/min で供給される押出し流れ反応器（PFR）で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 80% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 5 L/mink = 0.12 min⁻¹X = 80%
V = L
4.ふつう
QX = 60%CSTR と同じ Q、k、X

液相 1 次反応で 60% の反応率を達成しなければならない。供給速度、速度定数、反応率が同じとき、CSTR は PFR の何倍の体積が必要か。比 VCSTR/VPFR を求めよ。

X = 60%1 次反応、同じ k と Q
VCSTR/VPFR =
5.むずかしい
Q = 50 L/minX = ?V = 400 L

液相 1 次反応（k = 0.05 min⁻¹）を、50 L/min で供給される 400 L の押出し流れ反応器（PFR）で行う。密度は一定で、反応器は定常状態にある。反応率 X をパーセントで求めよ。

V = 400 LQ = 50 L/mink = 0.05 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
Q = 100 L/minX = ?V = 500 L

液相 1 次反応（k = 0.4 min⁻¹）を、100 L/min で供給される 500 L の押出し流れ反応器（PFR）で行う。密度は一定で、反応器は定常状態にある。反応率 X をパーセントで求めよ。

V = 500 LQ = 100 L/mink = 0.4 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. V = 25 L
  2. 2. CA = 0.25 mol/L
  3. 3. V = 67.06 L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1.637
  5. 5. X = 32.97 %
  6. 6. X = 86.47 %

ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。