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問答題 三個等體積CSTR反應(yīng)器串連，進(jìn)行二級液相反應(yīng)，速率常數(shù)為0.0070L/（mg˙h）。進(jìn)料濃度為150mg/L，流量為380L/min。
（1）試在坐標(biāo)紙上以-r_A對C_A作反應(yīng)曲線圖，其中C_A和-r_A分別為橫縱坐標(biāo)；
（2）設(shè)總轉(zhuǎn)化率x_A為80％，試用（1）中曲線圖求單個反應(yīng)器容積、平均空間時間，并求出每個反應(yīng)器混和液濃度C_A和轉(zhuǎn)化率x_A。

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1.問答題在同一溫度下，兩CSTR反應(yīng)器均穩(wěn)定發(fā)生一級液相反應(yīng)，其中一個反應(yīng)器容積是另一個2倍。進(jìn)料按一定比例分配到兩反應(yīng)器中，使總轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值0.7。假定總進(jìn)料流量保持不變而小反應(yīng)器因維修停止進(jìn)料，試求此時大反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率。

參考答案：

如圖（a），當(dāng)流量分配正比于反應(yīng)器體積時，兩個反應(yīng)器停留時間相同，出口濃度相同，此時總轉(zhuǎn)化率最大。

2.問答題在等溫間歇反應(yīng)器中發(fā)生二級液相反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率常數(shù)為0.05L/（mol˙min），反應(yīng)物初始濃度C_A0為2mol/L。每批物料的操作時間除反應(yīng)時間t_R還包括輔助時間t_D，假定t_D＝20min。試求每次操作的t_R，使得單位操作時間的B產(chǎn)量最大。

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3.問答題 某反應(yīng)器可將污染物A轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)C，該反應(yīng)可視為一級反應(yīng)，速率常數(shù)k為1.0h^-1，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化率x_A為99％。由于該反應(yīng)器相對較細(xì)長，設(shè)計(jì)人員假定其為平推流反應(yīng)，來計(jì)算反應(yīng)器參數(shù)。但是，反應(yīng)器的攪拌裝置動力較強(qiáng)，實(shí)際的混和已滿足完全混和流反應(yīng)器要求。已知物料流量為304.8m³/h，密度為1.00kg/L；反應(yīng)條件穩(wěn)定且所有的反應(yīng)均發(fā)生在反應(yīng)器中。
（1）按照PFR來設(shè)計(jì)，反應(yīng)器體積為多少，得到的實(shí)際轉(zhuǎn)化率為多少？
（2）按照CSTR來設(shè)計(jì)，反應(yīng)器體積又為多少？

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4.問答題在兩級串連CSTR反應(yīng)器中進(jìn)行一級不可逆液相反應(yīng)A→B，反應(yīng)速率-r_A＝kc_A，k為定值，且進(jìn)料流量q_V，濃度c_A一定，總轉(zhuǎn)化率x_A為84％，試證明當(dāng)兩反應(yīng)器的有效體積相等時，總體積最小。

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5.問答題 在CSTR反應(yīng)器中，A被轉(zhuǎn)化成C，反應(yīng)速率方程為
-r_A（mol˙L^-1˙s^-1）=0.15c_A
（1）假定流量為100L/s，A的初始濃度c_A0為0.10mol/L，轉(zhuǎn)化率x_A為90％。試求所需反應(yīng)器的體積。
（2）設(shè)計(jì)完成時，工程師發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)級數(shù)應(yīng)該是0級而不是1級。速率方程應(yīng)該為：-r_A=0.15mol/（L˙s），試問這對反應(yīng)的設(shè)計(jì)有何影響？

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