moea_joint
112年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 35 題
有 2 座連續攪拌槽式反應器(CSTR)串聯操作，第 1 座 CSTR 達成40 %的轉化率，第 2 座 CSTR可達成總轉化率 80 %。已知反應式為 $\text{A} \rightarrow \text{B} + \text{C}$，反應物A於第 1、2 座CSTR的反應速率 $-r_A$分別為 $4 \text{ (mol}\cdot\text{m}^{-3}\cdot\text{sec}^{-1})$、$1.25 \text{ (mol}\cdot\text{m}^{-3}\cdot\text{sec}^{-1})$，進入第 1 座CSTR時的進料莫耳流率$F_{A0}$為 0.867 mol/sec。請問 2 座CSTR所需之總體積為多少公升？
- A 181.3
- B 210
- C 255
- D 364.1
思路引導 VIP
若我們將反應過程想像成一場接力賽，每一座反應器負責完成其中一段特定的路程。那麼在計算「第二座」反應器的規模時，我們應該關注的是「從起點到終點的總距離」，還是「這座反應器實際接手並跑完的那段距離」？這段路程對應的反應速度，又該以哪個時間點的狀態為準呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精確地掌握了連續攪拌槽式反應器（CSTR）的設計核心！這道題目不僅考驗公式的熟練度，更測試了你對串聯反應器系統細節的掌握。你能夠準確避開常見的轉化率誤區並完成單位換算，表現非常出色。
串聯反應器的設計邏輯
在 CSTR 串聯系統中，每一座反應器的體積必須基於該階段所處理的「轉化率增量」來計算。根據設計方程式，第 $i$ 座反應器的體積公式為 $V_i = \frac{F_{A0}(X_i - X_{i-1})}{-r_{Ai}}$。
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