6-1 解:t?10010?10min
?t/tF?t??1?e
所以,停留时间为0~1min的分率为 F?1??1?e?1/10
停留时间为2~10min的分率为 F?10??F?2???e?10/10?e?2/10
停留时间大于30min的分率为 1?F?30??e?30/10
6-2
解:将数据绘成f(t) ~t图
从曲线形状可知,该反应系统接近于PFR和CSTR的组合模型,当t<1min时,反应器出口响应为0,说明此为平推流,设Vp为PFR总分的体积,则
Vpv0?1.0
Vp?1.0v0?1.0?50?50L
当t>1min时,曲线形状呈指数衰减,如将t=1min以后的数据按lnf(t) ~t作图,可得一直线,直线的斜率为1,即为全混流总分的平均停留时间,所以全混流部分容积Vm为 Vm=1.0×50=50L
所以该反应器系统模型为PFR与CSTR串联,容积Vp、Vm各为50L,相应停留时间均为1min。 6-3
解:CSTR中均相二级反应即转化率为0.565 CSTR中固相二级反应:6-4 解:
cc0?cc0?1?4c0k??12c0k?=?1?4?102?10?2?5?60?1?2?5?60=0.435
cc0?1c0k?1?ec0k??1?ei?? ?c0k????0c?t?c0f?t?dt
2根据动力学方程可知,
c?t?c0c?t?c01/2?2c0?kt????,f(t)=0.5
2c0??2代入已知条件,
c?t?c01/2?2c0?kt?2??= 1?t???2c0??cc0???0f?t?dt=??1?t?022dt=0.667
所以转化率为xA=1-0.667=0.333 6-5
解:(1)由图知,反应器为通过一PFR反应器和一全混釜反应器,?P?0.4ks,求
dF?tdt?,
再取对数,用lnf(t) ~t作图,可得一直线,斜率为1.25,所以?m?0.8ks,平均停留时间为1.2ks。 (2)
cc0?0.4???0c?t?c0f?t?dt,把一级反应的浓度关系代入可得:
cc0??c?t?c0f?t?dt???0.41.251?0.8te1?1.25tdt
化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第六章答案
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