A→R 액상 기초반응을 부피가 2.5L 인 혼합흐름반응기 2개를 직렬로… | [화공기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

혼합흐름반응기(CSTR) 직렬 2개 연결에서 1차 반응의 전화율을 구하는 문제다. 단일 CSTR의 전화율 공식은 $X_A = \frac{k\tau}{1+k\tau}$이고, 직렬 2개 CSTR의 전화율은 $X_A = \frac{(k\tau)^2 + 2k\tau}{(1+k\tau)^2}$이다. 먼저 체류시간을 구하면 $\tau = \frac{V}{v_0} = \frac{2500\text{ cm}^3}{400\text{ cm}^3/\min} = 6.25\text{ min}$ (각 반응기). $k\tau = 0.253 \times 6.25 = 1.58125$를 계산하고, $X_A = \frac{(1.58125)^2 + 2(1.58125)}{(1+1.58125)^2} = \frac{2.5002 + 3.1625}{(2.58125)^2} = \frac{5.6627}{6.6626} = 0.850$이므로 전화율은 85%다.