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。

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1.やさしい
τ = ?k = 0.08 min⁻¹X = 60%

k = 0.08 min⁻¹ の液相 1 次反応を CSTR で定常状態で行う。反応率 60% に達するのに必要な空間時間 τ を求めよ。

k = 0.08 min⁻¹X = 60%
τ = min
2.やさしい
V = 800 L, k = 0.2 min⁻¹Q = 40 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?

液相 1 次反応 A → B（k = 0.2 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 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 = 0.2 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
3.ふつう
QX = 50%CSTR と同じ Q、k、X

液相 1 次反応で 50% 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 = 50%1 次反応、同じ k と Q
VCSTR/VPFR =
4.ふつう
QX = 85%CSTR と同じ Q、k、X

液相 1 次反応で 85% 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 = 85%1 次反応、同じ k と Q
VCSTR/VPFR =
5.むずかしい
V = 2000 LQ = 25 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.1 min⁻¹）を、25 L/min で供給される 2000 L の CSTR 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 = 2000 LQ = 25 L/mink = 0.1 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
V = 200 LV = 200 LQ = 20 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.05 min⁻¹）を、各 200 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 20 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。

V = 200 L (×2)Q = 20 L/mink = 0.05 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. τ = 18.75 min
  2. 2. CA = 0.2 mol/L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 1.443
  4. 4. VCSTR/VPFR = 2.987
  5. 5. X = 88.89 %
  6. 6. X = 55.56 %

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