化学反应工程原理（华东理工大学版）第二版第六章答案

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