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 = 0.15 min⁻¹Q = 10 L/minX = 70%

k = 0.15 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 70% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 10 L/mink = 0.15 min⁻¹X = 70%
V = L
2.やさしい
V = 250 L, k = 0.4 min⁻¹Q = 100 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?

液相 1 次反応 A → B（k = 0.4 min⁻¹）を 250 L の連続槽型反応器（CSTR）で行う。 原料は 100 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 = 250 LQ = 100 L/mink = 0.4 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
3.ふつう
Q = 80 L/minX = 95%V = ?, k = 0.2 min⁻¹

k = 0.2 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、80 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 95% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 80 L/mink = 0.2 min⁻¹X = 95%
V = L
4.ふつう
QX = 70%CSTR と同じ Q、k、X

液相 1 次反応で 70% 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 = 70%1 次反応、同じ k と Q
VCSTR/VPFR =
5.むずかしい
V = 2000 LQ = 10 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.4 min⁻¹）を、10 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 = 10 L/mink = 0.4 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
V = 1000 LQ = 40 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.05 min⁻¹）を、40 L/min で供給される 1000 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 = 1000 LQ = 40 L/mink = 0.05 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. V = 155.6 L
  2. 2. CA = 0.5 mol/L
  3. 3. V = 1198 L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1.938
  5. 5. X = 98.77 %
  6. 6. X = 55.56 %

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。