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 = 0.12 min⁻¹Q = 50 L/minX = 95%

k = 0.12 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 95% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 50 L/mink = 0.12 min⁻¹X = 95%
V = L
2.やさしい
τ = ?k = 0.1 min⁻¹X = 75%

k = 0.1 min⁻¹ の液相 1 次反応を CSTR で定常状態で行う。反応率 75% に達するのに必要な空間時間 τ を求めよ。

k = 0.1 min⁻¹X = 75%
τ = min
3.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 =
4.ふつう
QX = 75%CSTR と同じ Q、k、X

液相 1 次反応で 75% 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 = 75%1 次反応、同じ k と Q
VCSTR/VPFR =
5.むずかしい
V = 150 LV = 150 LQ = 25 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.12 min⁻¹）を、各 150 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 25 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 = 150 L (×2)Q = 25 L/mink = 0.12 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
V = 1000 LQ = 50 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.4 min⁻¹）を、50 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 = 50 L/mink = 0.4 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. V = 7917 L
  2. 2. τ = 30 min
  3. 3. VCSTR/VPFR = 1.938
  4. 4. VCSTR/VPFR = 2.164
  5. 5. X = 66.2 %
  6. 6. X = 88.89 %

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。