정답이 있는 반응기 크기 결정(CSTR 및 PFR) 학습지

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1.쉬움
V = ?, k = 0.5 min⁻¹Q = 50 L/minX = 95%

k = 0.5 min⁻¹인 액상 1차 반응 A → B를 50 L/min으로 공급되는 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)에서 수행한다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. A의 전환율 95%를 얻기 위한 반응기 부피 V을(를) 리터 단위로 구하시오.

Q = 50 L/mink = 0.5 min⁻¹X = 95%
V = L
2.쉬움
τ = ?k = 0.5 min⁻¹X = 95%

k = 0.5 min⁻¹인 액상 1차 반응이 정상 상태의 CSTR에서 진행된다. 전환율 95%에 도달하는 데 필요한 공간 시간 τ은(는) 얼마인가?

k = 0.5 min⁻¹X = 95%
τ = min
3.보통
Q = 20 L/minCA0​ = 2.5 mol/LCA​ = ?V = 100 L, k = 0.3 min⁻¹

액상 1차 반응 A → B(k = 0.3 min⁻¹)가 100 L 플러그 흐름 반응기(PFR)에서 진행된다. 공급물은 20 L/min, CA0 = 2.5 mol/L로 들어온다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 출구 농도 CA을(를) 구하시오.

V = 100 LQ = 20 L/mink = 0.3 min⁻¹CA0 = 2.5 mol/L
CA = mol/L
4.보통
Q = 50 L/minCA0​ = 2.5 mol/LCA​ = ?V = 500 L, k = 0.05 min⁻¹

액상 1차 반응 A → B(k = 0.05 min⁻¹)가 500 L 플러그 흐름 반응기(PFR)에서 진행된다. 공급물은 50 L/min, CA0 = 2.5 mol/L로 들어온다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 출구 농도 CA을(를) 구하시오.

V = 500 LQ = 50 L/mink = 0.05 min⁻¹CA0 = 2.5 mol/L
CA = mol/L
5.어려움
V = 2000 LQ = 40 L/minX = ?

액상 1차 반응(k = 0.4 min⁻¹)이 40 L/min으로 공급되는 2000 L CSTR에서 진행된다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 전환율 X을(를) 퍼센트로 구하시오.

V = 2000 LQ = 40 L/mink = 0.4 min⁻¹
X = %
6.어려움
V = 400 LV = 400 LQ = 40 L/minX = ?

액상 1차 반응(k = 0.4 min⁻¹)이 직렬로 연결된 같은 크기의 CSTR 두 개(각각 400 L)에서 진행된다. 공급 유량은 40 L/min, 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 전체 전환율 X을(를) 퍼센트로 구하시오.

V = 400 L (×2)Q = 40 L/mink = 0.4 min⁻¹
X = %

정답표

  1. 1. V = 1900 L
  2. 2. τ = 38 min
  3. 3. CA = 0.5578 mol/L
  4. 4. CA = 1.516 mol/L
  5. 5. X = 95.24 %
  6. 6. X = 96 %

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