Робочий аркуш «Розрахунок реакторів (CSTR і PFR)» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Розрахунок реакторів (CSTR і PFR)»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Новий робочий аркушТренуватися онлайн з підказками

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
V = 1000 L, k = 0,1 min⁻¹Q = 20 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

Рідиннофазна реакція першого порядку A → B (k = 0,1 min⁻¹) відбувається в реакторі безперервної дії з мішалкою (CSTR) об’ємом 1000 L. Живлення надходить з витратою 20 L/min при CA0 = 2 mol/L. Густина стала, реактор працює в стаціонарному режимі. Знайдіть вихідну концентрацію CA.

V = 1000 LQ = 20 L/mink = 0,1 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
2.Легка
V = ?, k = 0,25 min⁻¹Q = 40 L/minX = 70%

Рідиннофазну реакцію першого порядку A → B з k = 0,25 min⁻¹ проводять у реакторі безперервної дії з мішалкою (CSTR) з витратою живлення 40 L/min. Густина стала, реактор працює в стаціонарному режимі. Знайдіть об’єм реактора V у літрах для 70% конверсії A.

Q = 40 L/mink = 0,25 min⁻¹X = 70%
V = L
3.Середня
Q = 10 L/minX = 95%V = ?, k = 0,2 min⁻¹

Рідиннофазну реакцію першого порядку A → B з k = 0,2 min⁻¹ проводять у реакторі ідеального витіснення (PFR) з витратою живлення 10 L/min. Густина стала, реактор працює в стаціонарному режимі. Знайдіть об’єм реактора V у літрах для 95% конверсії A.

Q = 10 L/mink = 0,2 min⁻¹X = 95%
V = L
4.Середня
QX = 50%ті самі Q, k і X, що й для CSTR

Рідиннофазна реакція першого порядку має досягти 50% конверсії. У скільки разів CSTR має бути більшим за PFR при тій самій витраті живлення, константі швидкості й конверсії? Знайдіть відношення VCSTR/VPFR.

X = 50%перший порядок, ті самі k і Q
VCSTR/VPFR =
5.Складна
V = 150 LV = 150 LQ = 20 L/minX = ?

Рідиннофазна реакція першого порядку (k = 0,2 min⁻¹) відбувається у двох однакових послідовних CSTR об’ємом 150 L кожен. Витрата живлення 20 L/min, густина стала, реактори працюють у стаціонарному режимі. Знайдіть загальну конверсію X у відсотках.

V = 150 L (×2)Q = 20 L/mink = 0,2 min⁻¹
X = %
6.Складна
Q = 100 L/minX = ?V = 250 L

Рідиннофазна реакція першого порядку (k = 0,3 min⁻¹) відбувається в реакторі ідеального витіснення (PFR) об’ємом 250 L з витратою живлення 100 L/min. Густина стала, реактор працює в стаціонарному режимі. Знайдіть конверсію X у відсотках.

V = 250 LQ = 100 L/mink = 0,3 min⁻¹
X = %

Ключ відповідей

  1. 1. CA = 0,3333 mol/L
  2. 2. V = 373,3 L
  3. 3. V = 149,8 L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1,443
  5. 5. X = 84 %
  6. 6. X = 52,76 %

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.