Verblijftijd

Een continu, stationair werkend systeem is in balans: de totale hoeveelheid massa die het systeem in gaat is gelijk aan de totale hoeveelheid massa die het systeem verlaat. Het gaat hierbij om de som van de massastromen Σφ_m, bijvoorbeeld 11,6 kg/s, wat gelijk staat aan 1000 ton/dag.

Voor een stationair systeem geldt dat de totale massastroom Σφ_m (kg/s of ton/dag) constant is. Tevens geldt dat de accumulatie ΔM gelijk is aan nul, ofwel de hoeveelheid massa M (kg) die in het systeem verblijft is constant.

Elk stationair systeem kan gekarakteriseerd worden met een verblijftijd θ (s). Er geldt:

$$ θ = {M_{\systeem}}/{Σφ_{\m,\in(i)}} = {M_{\systeem}}/{Σφ_{\m,\uit(j)}} $$
Is de totale massastroom 1000 ton/dag en de stationaire hoeveelheid massa in het systeem 1000 ton, dan is de verblijftijd θ gelijk aan één dag. Is de stationaire massa 11,6 kg, dan is de verblijftijd slechts één seconde.

Ook deze vergelijking kan weer omgekeerd gebruikt worden: als bekend is wat de doorstroom van een systeem en de verblijftijd zijn, dan is de massa of de stationaire voorraad in het systeem eenvoudig te berekenen.

De verblijftijd geeft een eerste indicatie hoe snel een systeem zal reageren op verstoringen. Als de verstoring te groot en te snel is dan kan het systeem te gronde gaan. Anderzijds kunnen systemen met een grote inhoud meestal wel tegen een stootje. Moderne productiesystemen bestaan uit zeer veel subsystemen en systeemelementen, die elk meestal een verschillende verblijftijd hebben. Als de spreiding in verblijftijden groot is, kunnen kleine verstoringen op de delen die een kleine verblijftijd hebben toch grote productie-eenheden ontregelen of zelfs lamleggen. Vaak is het onvermijdelijk dat verblijftijden verschillen of wordt er (bijvoorbeeld uit financiële overwegingen) voor gekozen.

In veel fabrieken worden de massastromen verwarmd met stoom, die veelal wordt geproduceerd in een warmte-krachtcentrale (WKC). Meestal wordt er voor gekozen om dit stoomsysteem een capaciteit te geven afgestemd op de continue verwarmingsbehoefte van de fabriek. Echter, als de fabriek heeft stilgestaan, is vaak veel warmte nodig om de gehele installatie en alle grondstoffen en tussenproducten op temperatuur te brengen. Andersom kan het voorkomen dat delen van een fabriek niet onder een bepaalde temperatuur mogen komen doordat dan bijvoorbeeld stolling van een reactiemengel optreedt. Vanwege de hoge kosten van een stoomsysteem met grotere capaciteit (grotere WKC, grotere leidingen etc.) kan dan bijvoorbeeld voor een slim gekozen en geplaatst (en relatief goedkope) bufferopslag in de fabriek gekozen worden.