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 = 0,12 min⁻¹X = 85%

Uma reação de primeira ordem em fase líquida com k = 0,12 min⁻¹ ocorre em um CSTR em regime permanente. Que tempo espacial τ é necessário para atingir 85% de conversão?

k = 0,12 min⁻¹X = 85%
τ = min
2.Fácil
τ = ?k = 0,4 min⁻¹X = 70%

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 70% de conversão?

k = 0,4 min⁻¹X = 70%
τ = min
3.Média
Q = 20 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?V = 200 L, k = 0,15 min⁻¹

Uma reação de primeira ordem em fase líquida A → B (k = 0,15 min⁻¹) ocorre em um reator de escoamento tubular (PFR) de 200 L. A alimentação entra a 20 L/min com CA0 = 1 mol/L. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre a concentração de saída CA.

V = 200 LQ = 20 L/mink = 0,15 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
4.Média
QX = 60%mesmos Q, k e X que o CSTR

Uma reação de primeira ordem em fase líquida deve atingir 60% 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 = 60%primeira ordem, mesmos k e Q
VCSTR/VPFR =
5.Difícil
Q = 50 L/minX = ?V = 200 L

Uma reação de primeira ordem em fase líquida (k = 0,15 min⁻¹) ocorre em um reator de escoamento tubular (PFR) de 200 L alimentado a 50 L/min. A densidade é constante e o reator está em regime permanente. Encontre a conversão X em porcentagem.

V = 200 LQ = 50 L/mink = 0,15 min⁻¹
X = %
6.Difícil
V = 50 LV = 50 LQ = 50 L/minX = ?

Uma reação de primeira ordem em fase líquida (k = 0,4 min⁻¹) ocorre em dois CSTRs iguais em série, cada um com 50 L. A vazão de alimentação é 50 L/min, a densidade é constante e os reatores estão em regime permanente. Encontre a conversão global X em porcentagem.

V = 50 L (×2)Q = 50 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %

Gabarito

  1. 1. τ = 47,22 min
  2. 2. τ = 5,833 min
  3. 3. CA = 0,2231 mol/L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1,637
  5. 5. X = 45,12 %
  6. 6. X = 48,98 %

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