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
τ = ?k = 0,4 min⁻¹X = 80%

Uma reação de primeira ordem em fase líquida com k = 0,4 min⁻¹ ocorre em um CSTR em regime permanente. Que tempo espacial τ é necessário para atingir 80% de conversão?

k = 0,4 min⁻¹X = 80%
τ = min
2.Fácil
V = ?, k = 0,4 min⁻¹Q = 100 L/minX = 90%

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 100 L/min. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre o volume do reator V em litros para 90% de conversão de A.

Q = 100 L/mink = 0,4 min⁻¹X = 90%
V = L
3.Média
QX = 95%mesmos Q, k e X que o CSTR

Uma reação de primeira ordem em fase líquida deve atingir 95% 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 = 95%primeira ordem, mesmos k e Q
VCSTR/VPFR =
4.Média
Q = 80 L/minCA0​ = 0,5 mol/LCA​ = ?V = 150 L, k = 0,5 min⁻¹

Uma reação de primeira ordem em fase líquida A → B (k = 0,5 min⁻¹) ocorre em um reator de escoamento tubular (PFR) de 150 L. A alimentação entra a 80 L/min com CA0 = 0,5 mol/L. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre a concentração de saída CA.

V = 150 LQ = 80 L/mink = 0,5 min⁻¹CA0 = 0,5 mol/L
CA = mol/L
5.Difícil
Q = 100 L/minX = ?V = 2000 L

Uma reação de primeira ordem em fase líquida (k = 0,12 min⁻¹) ocorre em um reator de escoamento tubular (PFR) de 2000 L alimentado a 100 L/min. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre a conversão X em porcentagem.

V = 2000 LQ = 100 L/mink = 0,12 min⁻¹
X = %
6.Difícil
V = 1500 LV = 1500 LQ = 100 L/minX = ?

Uma reação de primeira ordem em fase líquida (k = 0,08 min⁻¹) ocorre em dois CSTRs iguais em série, cada um com 1500 L. A vazão de alimentação é 100 L/min, a densidade é constante e os reatores estão em regime permanente. Encontre a conversão global X em porcentagem.

V = 1500 L (×2)Q = 100 L/mink = 0,08 min⁻¹
X = %

Gabarito

  1. 1. τ = 10 min
  2. 2. V = 2250 L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 6,342
  4. 4. CA = 0,1958 mol/L
  5. 5. X = 90,93 %
  6. 6. X = 79,34 %

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