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。

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 = 2000 L, k = 0.25 min⁻¹Q = 25 L/minCA0​ = 0.5 mol/LCA​ = ?

液相 1 次反応 A → B(k = 0.25 min⁻¹)を 2000 L の連続槽型反応器(CSTR)で行う。 原料は 25 L/min、CA0 = 0.5 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 = 2000 LQ = 25 L/mink = 0.25 min⁻¹CA0 = 0.5 mol/L
CA = mol/L
2.やさしい
V = 200 L, k = 0.08 min⁻¹Q = 5 L/minCA0​ = 1.5 mol/LCA​ = ?

液相 1 次反応 A → B(k = 0.08 min⁻¹)を 200 L の連続槽型反応器(CSTR)で行う。 原料は 5 L/min、CA0 = 1.5 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 = 200 LQ = 5 L/mink = 0.08 min⁻¹CA0 = 1.5 mol/L
CA = mol/L
3.ふつう
Q = 50 L/minX = 75%V = ?, k = 0.5 min⁻¹

k = 0.5 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、50 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 75% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 50 L/mink = 0.5 min⁻¹X = 75%
V = L
4.ふつう
Q = 80 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?V = 50 L, k = 0.3 min⁻¹

液相 1 次反応 A → B(k = 0.3 min⁻¹)を 50 L の押出し流れ反応器(PFR)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 = 50 LQ = 80 L/mink = 0.3 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
5.むずかしい
Q = 100 L/minX = ?V = 400 L

液相 1 次反応(k = 0.2 min⁻¹)を、100 L/min で供給される 400 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 = 400 LQ = 100 L/mink = 0.2 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
Q = 80 L/minX = ?V = 150 L

液相 1 次反応(k = 0.3 min⁻¹)を、80 L/min で供給される 150 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 = 150 LQ = 80 L/mink = 0.3 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. CA = 0.02381 mol/L
  2. 2. CA = 0.3571 mol/L
  3. 3. V = 138.6 L
  4. 4. CA = 1.658 mol/L
  5. 5. X = 55.07 %
  6. 6. X = 43.02 %

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。