Lista de exercícios de Dimensionamento de reatores (CSTR e PFR) com respostas

Lista de exercícios de Dimensionamento de reatores (CSTR e PFR) grátis para imprimir: 6 exercícios do nível fácil ao nível de prova, com gabarito. Imprima ou salve como PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
V = ?, k = 0,15 min⁻¹Q = 40 L/minX = 95%

Uma reação de primeira ordem em fase líquida A → B com k = 0,15 min⁻¹ é conduzida em um reator contínuo de tanque agitado (CSTR) alimentado a 40 L/min. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre o volume do reator V em litros para 95% de conversão de A.

Q = 40 L/mink = 0,15 min⁻¹X = 95%
V = L
2.Fácil
V = ?, k = 0,4 min⁻¹Q = 50 L/minX = 70%

Uma reação de primeira ordem em fase líquida A → B com k = 0,4 min⁻¹ é conduzida em um reator contínuo de tanque agitado (CSTR) alimentado a 50 L/min. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre o volume do reator V em litros para 70% de conversão de A.

Q = 50 L/mink = 0,4 min⁻¹X = 70%
V = L
3.Média
QX = 90%mesmos Q, k e X que o CSTR

Uma reação de primeira ordem em fase líquida deve atingir 90% de conversão. Quantas vezes maior um CSTR precisa ser que um PFR para a mesma vazão de alimentação, constante de velocidade e conversão? Encontre a razão VCSTR/VPFR.

X = 90%primeira ordem, mesmos k e Q
VCSTR/VPFR =
4.Média
Q = 25 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?V = 500 L, k = 0,08 min⁻¹

Uma reação de primeira ordem em fase líquida A → B (k = 0,08 min⁻¹) ocorre em um reator de escoamento tubular (PFR) de 500 L. A alimentação entra a 25 L/min com CA0 = 2 mol/L. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre a concentração de saída CA.

V = 500 LQ = 25 L/mink = 0,08 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
5.Difícil
V = 250 LV = 250 LQ = 40 L/minX = ?

Uma reação de primeira ordem em fase líquida (k = 0,05 min⁻¹) ocorre em dois CSTRs iguais em série, cada um com 250 L. A vazão de alimentação é 40 L/min, a densidade é constante e os reatores estão em regime permanente. Encontre a conversão global X em porcentagem.

V = 250 L (×2)Q = 40 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %
6.Difícil
V = 50 LQ = 10 L/minX = ?

Uma reação de primeira ordem em fase líquida (k = 0,1 min⁻¹) ocorre em um CSTR de 50 L alimentado a 10 L/min. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre a conversão X em porcentagem.

V = 50 LQ = 10 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %

Gabarito

  1. 1. V = 5067 L
  2. 2. V = 291,7 L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 3,909
  4. 4. CA = 0,4038 mol/L
  5. 5. X = 41,95 %
  6. 6. X = 33,33 %

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