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
V = ?, k = 0.15 min⁻¹Q = 50 L/minX = 90%

k = 0.15 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、50 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 90% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 50 L/mink = 0.15 min⁻¹X = 90%
V = L
2.やさしい
V = ?, k = 0.05 min⁻¹Q = 25 L/minX = 60%

k = 0.05 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、25 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 60% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 25 L/mink = 0.05 min⁻¹X = 60%
V = L
3.ふつう
QX = 95%CSTR と同じ Q、k、X

液相 1 次反応で 95% 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 = 95%1 次反応、同じ k と Q
VCSTR/VPFR =
4.ふつう
Q = 100 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?V = 100 L, k = 0.3 min⁻¹

液相 1 次反応 A → B（k = 0.3 min⁻¹）を 100 L の押出し流れ反応器（PFR）で行う。 原料は 100 L/min、CA0 = 2 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 = 100 LQ = 100 L/mink = 0.3 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
5.むずかしい
Q = 100 L/minX = ?V = 250 L

液相 1 次反応（k = 0.25 min⁻¹）を、100 L/min で供給される 250 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 = 250 LQ = 100 L/mink = 0.25 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
V = 200 LQ = 80 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.25 min⁻¹）を、80 L/min で供給される 200 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 = 200 LQ = 80 L/mink = 0.25 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. V = 3000 L
  2. 2. V = 750 L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 6.342
  4. 4. CA = 1.482 mol/L
  5. 5. X = 46.47 %
  6. 6. X = 38.46 %

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