停留时间分布密度如图。求平均转化率xA？
【习题3-10】在全混流反应器中进行液固反应，产物为固相，速度常数k= 0.02 min-1，固体颗粒的平均停留时间为10min，求： (1) 平均转化率；
(2) 转化率低于30％的颗粒所占百分率；
(3) 改用两个等体积的全混流反应器 (总体积不变)，计算转化率低30％颗粒的百分率。
【习题3-11】有一中间试验反应器，其停留时间分布曲线为：
F(t)???0?1?exp[?1.25(t?0.4)]t?0.4ks
t?0.4ks计算：(1) 平均停留时间；
(2) 等温下进行固相加工反应Ａ→Ｐ，反应为一级，k=0.8ks-1，其转化率为多少？ (3) 如用平推流反应器，停留时间为0.4ks，后接一停留时间为0.8ks的全混流反
应器，计算总转化率；
(4) 如串联次序相反，求总转化率。
【习题3-12】已知物料在某连续流动反应器中的停留时间分布密度为： E(t)=0.01exp(－0.01t) 1/s
试求在这个流动系统中停留时间如下的物料在总进料中所占的比例，并判断该分布密度是否正确。(1) 90～110s；(2) 0～100s；(3) ＞100s
【习题3-13】已有人发现河中有毒物，在Ｊ点和Ｋ点的水质监视站报告说有大量的毒物酚，正向下流到河中，Ｊ点与Ｋ点相距119英里，在Ｊ点， 毒物浓度高峰出现的时间是星期一上午8:00，毒物通过Ｊ点监视站的时间是9小时，大约24小时后，在Ｋ点监视站， 出现毒物浓度的高峰，毒物通过Ｋ点监视站的时间为12小时，在Ｋ点的上游有多处生产酚，各地离Ｋ点的距离如下：
Ａ 150英里 Ｂ 168英里 Ｃ 222英里 Ｄ 290英里 Ｅ 303英里 Ｆ 385英里 Ｈ 425英里 Ｇ 500英里 问污染源可能在何处？
【习题3-14】应用具有下表所示的脉冲示踪数据的反应器来进行 Ａ＋Ｂ→Ｒ 的液相反应，CB0>>CA0，且该反应在平推流反应器中进行时，在相同的τ下可得0.99的转化率。 t s 0 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 70 C g/l 0 57 90 86 77 67 32 15 7 3 1 0
试求：(1) 当该反应器用轴向分散模型来描述时,反应转化率为多少？
(2) 若该反应器用多级全混流模型来描述时,反应转化率为多少？
【习题3-15】在一个由两个等体积的全混流反应器串连组合的反应系统中进行某一级反应，可得转化率为0.9。如果其它条件相同，但反应流体为宏观流体时，其出口转化率为多少？
【习题3－16】如下图所示的流动系统中流经第二个釜Ｖ2的分率为α，两釜Ｖ1和Ｖ2均为全混。试求：(1) 当用脉冲示踪法进行实验时该系统的函数。
(2) 证明，当 α=
V2时，整个流动系统的停留时间分布与单个
V2?V1全混流反应器的停留时间分布是相同的。
F (1+α)F C(t)
V
1 V2 αF
【习题3－17】将平推流反应器(容积以VP记之)和容积为Vm的全混流反应器进行串联联接，可能有两种串联组合方式：平推流放在前面或全混流放在前面。若保持总容积V=VP+Vm不变，试求：(1) 对于一级不可逆反应，体积比VP/Vm要保持何值时才能使两种串联组合具有相同的出口转化率？(2) 当二级反应时的情况又如何？
【习题3－18】 某真实反应器的流动情况可以通过一个平推流反应器和一个全混流反应器的组合模型来解释。这个组合模型中两个反应器体积相等。反应物的初始浓度为CA0=2mol/l，所发生的反应为二级反应，反应速度常数k2=0.25l/(mol·s)。 如果组合反应模型中每个反应器的体积为真实反应器的体积一半，并且反应物在每个反应器中的停留时间都等于2min，试求平均转化率。
【习题3－19】已知在全混流反应器中进行的某一级聚合反应的反应速度为：
rA＝k(t)CAmol/(l·min)，式中CA为反应物的浓度，k(t)是反应器中添加的催化剂的浓度
β
C0和它的停留时间的函数：k(t)=k0C0e –t，式中β为常数。在实验条件下测得β=0.005，k0C0=0.098。反应物的停留时间τ= 40min，原料液中A的浓度为1.8mol/l。试计算在反应器出口处A的浓度。 第三章 习题3- 1 略 习题3- 2 略 习题3- 3 略
非理想流动习题答案
习题3- 4 xA= 0.667 习题3- 5 xA= 0.983
习题3- 6 (1) t=259.13 s (2) xA=0.85
(3) 平推流 xA=0.857 全混流 xA=0.66
习题3- 7 有死区的平推流─全混流串联模型，τP=0.66min，τ习题3- 8 略 习题3- 9 xA= 0.75
习题3-10 (1) xA= 0.167 (2) 0.832 (3) 并联 0.832 串联 0.871 习题3-11 (1)t= 1.2 ks (2) xA= 0.5573 (3) (4) xA= 0.5573 习题3-12 (1) 0.074 (2) 0.632 (3) 0.368 习题3-13 Ａ、Ｂ、Ｃ处均可怀疑有污染源存在。 习题3-14 (1) xA= 0.895 (2) xA= 0.871 习题3-15 xA= 0.9
习题3-16 略
习题3-17 (1) 任何比值都可。 (2)τP>>τ习题3-18 xA= 0.630 习题3-19 xA= 0.422(mol/l)
m
τd=0.24min。 m=1.1min，
或 τp<<τm