Tiempo de residencia
El tiempo de residencia de una parcela de fluido es el tiempo total que la parcela ha pasado dentro de un volumen de control (por ejemplo: un reactor químico , un lago , un cuerpo humano ). El tiempo de residencia de un conjunto de parcelas se cuantifica en términos de la distribución de frecuencia del tiempo de residencia en el conjunto, que se conoce como distribución del tiempo de residencia (RTD) , o en términos de su promedio, conocido como tiempo medio de residencia .
El tiempo de residencia juega un papel importante en química y especialmente en ciencias ambientales y farmacología . Bajo el nombre de tiempo de espera o tiempo de espera , juega un papel central, respectivamente, en la gestión de la cadena de suministro y la teoría de las colas , donde el material que fluye suele ser discreto en lugar de continuo.
El concepto de tiempo de residencia se originó en modelos de reactores químicos. El primer modelo de este tipo fue un modelo de dispersión axial de Irving Langmuir en 1908. Este modelo recibió poca atención durante 45 años; se desarrollaron otros modelos, como el modelo de reactor de flujo pistón y el reactor de tanque agitado continuo , y se introdujo el concepto de función de lavado (que representa la respuesta a un cambio repentino en la entrada). Luego, en 1953, Peter Danckwerts resucitó el modelo de dispersión axial y formuló el concepto moderno de tiempo de residencia. [1]
El tiempo que una partícula de fluido ha estado en un volumen de control (por ejemplo, un depósito) se conoce como su edad . En general, cada partícula tiene una edad diferente. La frecuencia de aparición de la edad en el conjunto de todas las partículas que se ubican dentro del volumen de control en el momento se cuantifica mediante la distribución (interna) de edades . [2]
En el momento en que una partícula abandona el volumen de control, su edad es el tiempo total que la partícula ha pasado dentro del volumen de control, lo que se conoce como tiempo de residencia . La frecuencia de aparición de la edad en el conjunto de todas las partículas que van saliendo del volumen de control en el momento se cuantifica mediante la distribución del tiempo de residencia , también conocida como distribución de la edad de salida . [2]
En el caso de flujo constante , se supone que las distribuciones son independientes del tiempo, es decir , lo que puede permitir redefinir las distribuciones como funciones simples de la edad únicamente.
