参数设置
入口浓度 CA0
mol/L
反应速率常数 k
1/min
反应器体积 V
L
流量 v
L/min
停留时间 τ = V/v，Damköhler 数 Da = k·τ。假设 CSTR、PFR 均为等温、定容、1阶反应 A→B。
暂停时，拖动滑块即可即时更新结果。
计算结果
0.333
CSTR 出口 [A] (mol/L)
0.135
PFR 出口 [A] (mol/L)
66.7
CSTR 转化率 (%)
86.5
PFR 转化率 (%)
—
同一X所需体积 VCSTR (L)
—
同一X所需体积 VPFR (L)
—
体积比 VCSTR/VPFR
—
停留时间 τ (min)
反应器内部（实时动画）
左＝CSTR（完全混合：颜色均匀＝浓度均匀，粒子随搅拌湍流运动）；右＝PFR（从入口到出口颜色变浅的浓度梯度，粒子以平推流前进）。下方＝Levenspiel 线图 1/(−rA) vs X 的面积比较（面积正比于达到相同转化率所需体积，PFR面积＜CSTR面积）。
理论和主要公式
对于1阶反应 A→B（速率方程 $r = k C_A$），CSTR 和 PFR 的物质平衡可求解如下。τ 是停留时间，Da 是无量纲的 Damköhler 数。
停留时间和 Damköhler 数：
$$\tau = \frac{V}{v}, \qquad Da = k\,\tau$$CSTR 出口浓度（定常物质平衡 $v(C_{A0}-C_A) = k C_A V$）：
$$C_{A,\text{CSTR}} = \frac{C_{A0}}{1+Da}$$PFR 出口浓度（管轴向积分 $-v\,dC_A/dV = k C_A$）：
$$C_{A,\text{PFR}} = C_{A0}\,e^{-Da}$$达到相同转化率 $X$ 所需的体积比：
$$\frac{V_\text{CSTR}}{V_\text{PFR}} = \frac{-X}{(1-X)\,\ln(1-X)}$$转化率越高，CSTR 所需体积增长越快。当 X = 0.9 时约为3.9倍，X = 0.99 时约为21倍。