反应器尺寸计算（CSTR 与 PFR）练习卷（附答案）

免费可打印的反应器尺寸计算（CSTR 与 PFR）练习卷：6 道题，从简单到考试水平，附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
V = 150 L, k = 0.08 min⁻¹Q = 10 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

液相一级反应 A → B（k = 0.08 min⁻¹）在一个 150 L 的连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行。 进料流量为 10 L/min，CA0 = 2 mol/L。密度恒定，反应器处于稳态。求出口浓度 CA。

V = 150 LQ = 10 L/mink = 0.08 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
2.简单
τ = ?k = 0.25 min⁻¹X = 60%

一个 k = 0.25 min⁻¹ 的液相一级反应在稳态 CSTR 中进行。达到 60% 转化率需要多大的空时 τ？

k = 0.25 min⁻¹X = 60%
τ = min
3.中等
Q = 10 L/minX = 95%V = ?, k = 0.05 min⁻¹

一个 k = 0.05 min⁻¹ 的液相一级反应 A → B 在进料流量为 10 L/min 的平推流反应器（PFR）中进行。 密度恒定，反应器处于稳态。求使 A 的转化率达到 95% 所需的反应器体积 V，以升计。

Q = 10 L/mink = 0.05 min⁻¹X = 95%
V = L
4.中等
QX = 50%与 CSTR 的 Q、k 和 X 相同

一个液相一级反应须达到 50% 的转化率。在进料流量、速率常数和转化率都相同时，CSTR 的体积须是 PFR 的多少倍？求该比值 VCSTR/VPFR。

X = 50%一级反应，k 和 Q 相同
VCSTR/VPFR =
5.困难
V = 400 LV = 400 LQ = 25 L/minX = ?

一个液相一级反应（k = 0.3 min⁻¹）在两个串联的相同 CSTR 中进行，每个 400 L。进料流量为 25 L/min，密度恒定，反应器处于稳态。求总转化率 X，以百分比计。

V = 400 L (×2)Q = 25 L/mink = 0.3 min⁻¹
X = %
6.困难
V = 200 LV = 200 LQ = 5 L/minX = ?

一个液相一级反应（k = 0.05 min⁻¹）在两个串联的相同 CSTR 中进行，每个 200 L。进料流量为 5 L/min，密度恒定，反应器处于稳态。求总转化率 X，以百分比计。

V = 200 L (×2)Q = 5 L/mink = 0.05 min⁻¹
X = %

答案

  1. 1. CA = 0.9091 mol/L
  2. 2. τ = 6 min
  3. 3. V = 599.1 L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1.443
  5. 5. X = 97.03 %
  6. 6. X = 88.89 %

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