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La distribución de tiempos de residencia (RTD) de un reactor químico en un fluido, es una distribución de probabilidad que describe la cantidad de tiempo que un elemento diferencial de un fluido puede pasar dentro de un reactor. Los ingenieros químicos usan el RTD para caracterizar el mezclado y flujo dentro de un reactor y así comparar su conducta con sus modelos teóricos idealescorrespondientes. Esto es útil, no solo en la solución de problemas y detección de corto-circuitos en reactores existentes, también es útil para estimar la eficiencias de las reacciones involucradas y en el diseño de futuros reactores.
El concepto fue propuesto por MacMullin y Weber en 1935, pero no fue usado intensivamente hasta que P.V. Danckwerts analizó un número importante de RTDs en 1953.
Índice [mostrar] 
1 Teoría
2 Determinación Experimental del RDT
2.1 Experimento en pulso
2.2 Experimento en escalón
3 Referencias
Teoría[editar]


Curva RTD para un reactor bien mezclado
Está basada en 3 suposiciones principales:
Sistema en estado estacionario.
Transporte en la entrada y salida tiene lugar sólo por advección.
El fluido es incompresible.
La última suposición no es requerida peroun fluido compresible es mas difícil de modelar y manipular, además de ser menos común en procesos industriales. Se requiere un nivel de complejidad superior para modelar reactores heterogéneos donde el RTD describe el flujo de cada fase, por ejemplo en los sistemas de borboteo.
La función de distribución de tiempos de residencia es representada por una distribución de edad de salida, . Lafunción esta normalizada y se define matemáticamente:

La fracción del fluido que tiene una duración de tiempo dentro del reactor, está dada por el valor de
.
La fracción del fluido que deja el reactor con una edad inferior a es

La fracción del fluido que deja el reactor con una edad mayor que es

El tiempo de residencia promedio se calcula con una ecuación de momentos:

Si no hay zonasmuertas o estancamientos dentro del reactor, entonces será igual al tiempo de residencia teórico , éste se define como la relación entre el volumen del reactor y el flujo volumétrico de entrada del fluido:

Ecuaciones de momentos de grado superior pueden proveer información sobre la conducta del la función . Por ejemplo, el segundo momento central indica la varianza , El grado de dispersión comparadocon la media.

El tercer momento central indica el grado de asimetría de la distribución y el cuarto momento central indica el grado de curtosis presente.
Se puede definir una distribución integral de edad que describe el contenido del reactor. Su definición es un tanto similar a : la fracción de fluido dentro del reactor con una edad es . Demostrado por Danckwerts, la relación entre y puedeser encontrada mediante un balance de masa:


Determinación Experimental del RDT[editar]
El RTD es medido introduciendo un trazador no reactivo dentro del sistema a la entrada. la concentración del trazador cambia acorde a una función conocida y su respuesta se encuentra mediante la medición de la concentración del trazador a la salida. El trazador electo no debe modificar las propiedadesfísicas del fluido (densidad,viscosidad) y la introducción del trazador no debe modificar las condiciones hidrodinámicas.
En general, el cambio en la concentración del trazador sera ente una función pulso o una función escalone. Es posible usar otras funciones pero se requiere mas cálculos para deconvolucionar la curva RTD, E(t).
Experimento en pulso[editar]
El método requiere la introducción de unvolumen muy pequeño del trazador muy concentrado al interior del reactor, tal que su función se aproxime a la función Dirac delta. Debido a que una función infinitamente corta no puede ser producida, esta suele ser producida de tal modo que sea mucho mas pequeña que el tiempo de residencia del recipiente. Si una masa del trazador, M, es introducida dentro del recipiente de volumen V y un tiempo...