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

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1.やさしい
V = ?, k = 0.3 min⁻¹Q = 100 L/minX = 95%

k = 0.3 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、100 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 95% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 100 L/mink = 0.3 min⁻¹X = 95%
V = L
2.やさしい
V = 1500 L, k = 0.2 min⁻¹Q = 80 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

液相 1 次反応 A → B（k = 0.2 min⁻¹）を 1500 L の連続槽型反応器（CSTR）で行う。 原料は 80 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 = 1500 LQ = 80 L/mink = 0.2 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
3.ふつう
Q = 20 L/minX = 80%V = ?, k = 0.1 min⁻¹

k = 0.1 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、20 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 = 20 L/mink = 0.1 min⁻¹X = 80%
V = L
4.ふつう
Q = 5 L/minX = 50%V = ?, k = 0.08 min⁻¹

k = 0.08 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 50% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 5 L/mink = 0.08 min⁻¹X = 50%
V = L
5.むずかしい
V = 200 LV = 200 LQ = 20 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.1 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 = 0.1 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
V = 400 LV = 400 LQ = 100 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.1 min⁻¹）を、各 400 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 100 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 = 400 L (×2)Q = 100 L/mink = 0.1 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. V = 6333 L
  2. 2. CA = 0.4211 mol/L
  3. 3. V = 321.9 L
  4. 4. V = 43.32 L
  5. 5. X = 75 %
  6. 6. X = 48.98 %

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。