Tiempo de la residencia

El tiempo de la residencia (también conocido como el tiempo de retiro) es la cantidad de tiempo media que una partícula gasta en un sistema particular. Esta medida varía directamente con la cantidad de sustancia que está presente en el sistema.

El tiempo de la residencia es una representación de cuanto toma para la concentración para cambiar considerablemente del sedimento.

El tiempo de la residencia es un término de uso común que generalmente se ve en la ciencia, disciplinas tecnológicas y médicas. Cada disciplina que usa el tiempo de la residencia de algún modo adapta la definición a fin de hacerlo más específico para la aplicación a la cual se refiere. La definición baja durante el tiempo de la residencia también tiene una ecuación matemática universal que se puede añadir a y adaptarse a disciplinas diferentes. Esto es así:

La forma variable genérica de esta ecuación es así:

donde se usa como la variable durante el tiempo de la residencia, V es la capacidad del sistema, y q es el flujo para el sistema.

El tiempo de la residencia comienza a partir del momento que una partícula de una sustancia particular entra en el sistema y termina el momento que la misma partícula de esa sustancia deja el sistema. El sistema antes mencionado es arbitrario y se puede definir como necesario según la aplicación. Si la talla del sistema se cambia, el tiempo de la residencia del sistema se cambiará también. Los más grandes el sistema, entonces más grande el tiempo de la residencia, asumiendo la afluencia y precios de la efusión se creen constantes. Más pequeño el sistema, más corto el tiempo de la residencia será, otra vez asumiendo condiciones estables.

La afluencia y la efusión también tendrán un efecto durante el tiempo de la residencia de un sistema. Si la afluencia y la efusión se aumentan, el tiempo de la residencia del sistema será más corto. Sin embargo, si la afluencia y la efusión de un sistema se disminuyen, el tiempo de la residencia será más largo. Esto supone que la concentración de la sustancia en el sistema y la talla del sistema permanezca constante, y asunción de condiciones estables.

Asunciones

Usando la ecuación del tiempo de la residencia, una variedad de asunciones se hace reducir la complejidad del sistema modelado. Estas asunciones incluyen, pero no se limitan con: afluencia del estado de equilibrio y efusión, volumen constante, temperatura constante y distribución uniforme de la sustancia en todas partes del volumen del sistema. También se supone que la degradación química (descomposición química) no ocurre en el sistema antes mencionado y que las partículas no se adsorben en superficies que dificultarían su flujo. Si la degradación química debiera ocurrir en un sistema, la sustancia que al principio entró en el sistema puede reaccionar con otros compuestos existentes en el sistema, haciendo el tiempo de la residencia ser considerablemente más corto ya que la sustancia por medios químicos se consumiría y con eficacia se quita del sistema antes de que fuera capaz de derramarse naturalmente del sistema.

Aplicaciones

Según la complejidad del sistema modelado y la aplicación para la cual se está usando, la ecuación del tiempo de la residencia se puede cambiar considerablemente o hasta usarse como un factor.

Ingeniería

El tiempo de la residencia es ampliamente usado a través de todas las disciplinas técnicas, incluso ingeniería química, ingeniería de sistemas biológica, ingeniería biomédica, ingeniería técnica y geológica ambiental. La fórmula del tiempo de la residencia se adapta a cada una de estas disciplinas según el sistema, la complejidad y la sustancia implicada.

En la ingeniería ambiental, el tiempo de la residencia se aplica a tratamiento de aguas y tratamiento wastewater. Se refiere hasta un total del tiempo que el agua gasta en un reactor de la hornada, reactor del flujo del enchufe, reactor del flujo completamente variado (CMFR) y/o tanques flocculation.

Los reactores de la hornada, los reactores del flujo del enchufe, y el CMFR'S se usan en plantas de tratamiento wastewater como un medio de tratar wastewater. Los tanques de Flocculation son la parte de instalaciones de tratamiento de agua potable donde el agua por medios químicos tratada necesita bastante tiempo para formar flocs antes de alcanzar la palangana de la sedimentación. Estos procesos son dependientes de una versión adaptada del tiempo de la residencia. En esta situación, el parámetro importante es cuanto una concentración de necesidades fluidas de permanecer en el sistema para a fin de suficientemente tratarse.

::: C=Concentration

::: Concentración de C=Initial

::: k = precio de reacción constante

::: = tiempo de la residencia del reactor de la hornada

Aquí el tiempo de la residencia es usado para determinar la concentración que cambia de un contaminante en un sistema. Este tiempo de la residencia está basado en la afluencia, efusión, volumen, concentración inicial del contaminante, las sustancias químicas añadidas para el tratamiento y el precio al cual las reacciones ocurren. Esto es particularmente útil para un mezclador del destello en una instalación de tratamiento de aguas para determinar si demasiado poco o demasiado de unas sustancias químicas se está al principio introduciendo en el sistema.

Espacio aéreo

En la Ingeniería Aeroespacial, el Tiempo de la Residencia se refiere a la cantidad del tiempo requerido conducir outgassing de gasses acumulado en el ambiente del vacío. La cantidad del tiempo de la residencia requerido conseguir outgassing es directamente dependiente de la temperatura del ambiente. Más alto la temperatura, menos tiempo de la residencia en el ambiente del vacío se requiere a outgas la misma cantidad del material. Muchas cámaras del vacío se envuelven con calentadores para aumentar la temperatura y así "hornean" las moléculas outgassing.

::: = tiempo de la residencia (segundos)

::: = Tiempo de la Residencia en 273.15 grados Kelvin (segundos)

::: = La energía de activación para desorption de contaminante (Jules/Kmole)

::: = La constante de gas universal (J / (Kmole * Grados Kelvin))

::: = temperatura (grados Kelvin)

Se supone típicamente que el tiempo de la residencia de la referencia, sea 1.7 x 10^-13 (segundos), con valores experimentales típicamente entre 10^-12 y 10^-14 (segundos). La energía de activación, es dependiente material y variedades para 400 a 100,000 (Jules/Kmole).

Ambiental

En términos ambientales, la definición del tiempo de la residencia se adapta para corresponder con agua subterránea, la atmósfera, glaciares, lagos, corrientes y océanos. Más expresamente es el tiempo durante el cual el agua permanece dentro de un acuífero, lago, río u otro cuerpo acuático antes de seguir alrededor del ciclo hidrológico. El tiempo implicado puede variar a partir de días para acuíferos de grava playos a millones de años para acuíferos profundos con valores muy bajos para la conductividad hidráulica. Los tiempos de la residencia del agua en ríos son unos días, mientras en la residencia de lagos grande el tiempo se extiende hasta varias décadas. Los tiempos de la residencia de casquetes polares continentales son cientos de miles de años, de pequeños glaciares unas décadas.

Las aplicaciones del tiempo de la residencia de agua subterránea son útiles para determinar la cantidad de tiempo que tomará para un contaminador para alcanzar y contaminar una fuente de agua potable de agua subterránea y en que concentración llegará. Esto también puede trabajar al efecto contrario determinar cuanto hasta que una fuente de agua subterránea se haga no contaminada vía afluencia, efusión y volumen. El tiempo de la residencia de lagos y corrientes es importante también para determinar la concentración de contaminadores en un lago y cómo esto puede afectar la población local y vida marítima.

La hidrología, el estudio del agua, habla del presupuesto acuático en términos de tiempo de la residencia. La cantidad de tiempo que el agua gasta en cada etapa diferente de la vida (glaciar, atmósfera, océano, lago, corriente, río), es usada para mostrar la relación de toda el agua en la tierra y cómo está relacionado en sus formas diferentes.

Farmacéutico

Para el campo médico, el tiempo de la residencia a menudo se refiere hasta un total del tiempo que una Medicina gasta en el cuerpo. Esto es dependiente del tamaño del cuerpo de un individuo, el precio al cual la Medicina se moverá a través de y reaccionará dentro del cuerpo de la persona y la cantidad de la Medicina administrada.

Mean Residence Time (MRT) en la Medicina se desvía de las ecuaciones anteriores ya que está basado en una derivación estadística. Esto todavía se escapa una asunción del volumen estable, pero entonces usa el área bajo una curva de distribución para encontrar el tiempo de autorización de la dosis de la medicina medio. La distribución es determinada por datos numéricos sacados de datos urinarios o de plasma coleccionados. Cada medicina tendrá un tiempo de la residencia diferente basado en su composición química y técnica de la administración. Algunas de estas moléculas de la medicina permanecerán en el sistema durante un muy poco tiempo mientras los otros pueden permanecer para una vida. Ya que las moléculas individuales son difíciles de remontar, los grupos de moléculas se rastrean y la distribución de éstos se traza para encontrar un tiempo de la residencia medio. La ecuación para esta distribución viene de la ecuación siguiente:

MRT =

::: número de =total de grupos

::: tiempo de promedio de =the en el cuerpo

::: los =number de moléculas en yo agrupan

::: número de =total de moléculas introducidas en el sistema

Notas a pie de página

Véase también



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