مدة الإقامة

متوسط ​​عمر جميع الجسيمات داخل حجم التحكم في الوقت t هو اللحظة الأولى لتوزيع العمر: ^{[ 2 ] [ 3 ]}

${\displaystyle \tau _{a}(t)=\int _{0}^{\infty }\tau I(\tau ,t)\,d\tau }$

متوسط ​​وقت الإقامة أو متوسط ​​وقت العبور ، أي متوسط ​​عمر جميع الجسيمات التي تغادر حجم التحكم في الوقت t ، هو اللحظة الأولى لتوزيع وقت الإقامة: ^{[ 2 ] [ 3 ]}

${\displaystyle \tau _{t}(t)=\int _{0}^{\infty }\tau E(\tau ,t)\,d\tau .}$

يكون متوسط ​​العمر ومتوسط ​​وقت العبور قيمًا مختلفة بشكل عام، حتى في الظروف الثابتة: ^{[ 2 ]}

• ${\displaystyle \tau _{a}<\tau _{t}}$: تشمل الأمثلة الماء في بحيرة مع وجود المدخل والمخرج على جانبين متقابلين والمواد المشعة التي تم إدخالها عالياً في طبقة الستراتوسفير عن طريق اختبار قنبلة نووية وترشيحها إلى طبقة التروبوسفير .
• ${\displaystyle \tau _{a}=\tau _{t}}$: E و I عبارة عن توزيعات أسية . تشمل الأمثلة الاضمحلال الإشعاعي والتفاعلات الكيميائية من الدرجة الأولى (حيث يكون معدل التفاعل متناسبًا مع كمية المتفاعل ).
• ${\displaystyle \tau _{a}>\tau _{t}}$معظم الجسيمات الداخلة إلى حجم التحكم تمر عبره بسرعة، بينما تمر معظم الجسيمات الموجودة داخله ببطء. ومن الأمثلة على ذلك الماء في بحيرة ذات مدخل ومخرج متقاربين، وبخار الماء المتصاعد من سطح المحيط، والذي يعود معظمه بسرعة إلى المحيط، بينما يبقى الباقي في الغلاف الجوي ويعود لاحقًا على شكل مطر. ^{[ 2 ]}

إذا كان التدفق ثابتًا ومحافظًا ، فإن متوسط ​​زمن الإقامة يساوي النسبة بين كمية السائل الموجودة في حجم التحكم ومعدل التدفق من خلاله: ^{[ 2 ]}

$\begin{aligned}{\frac {\partial I}{\partial t}}={\frac {dm}{dt}}=0&\\f_{\text{in}}=f_{\text{out}}=f&\end{aligned}}\ \right\}\implies \tau _{t}={\frac {m}{f}}}$

تُعرف هذه النسبة عادةً باسم زمن الدوران أو زمن التدفق . ^{[ 4 ]} وعند تطبيقها على السوائل، تُعرف أيضًا باسم زمن الاحتفاظ الهيدروليكي ( HRT )، أو زمن الإقامة الهيدروليكي ، أو زمن الاحتجاز الهيدروليكي . ^{[ 5 ]} وفي مجال الهندسة الكيميائية، تُعرف أيضًا باسم زمن الفراغ . ^{[ 6 ]}

يتساوى زمن بقاء مركب معين في خليط مع زمن الدوران (زمن دوران المركب، وكذلك زمن دوران الخليط) فقط إذا لم يشارك المركب في أي تفاعل كيميائي (وإلا فإن تدفقه ليس محافظًا) وكان تركيزه منتظمًا . ^{[ 3 ]}

على الرغم من أن التكافؤ بين زمن الإقامة والنسبة${\displaystyle m/f}$لا ينطبق هذا القانون إذا لم يكن التدفق ثابتًا أو لم يكن محافظًا، ولكنه ينطبق في المتوسط ​​إذا كان التدفق ثابتًا ومحافظًا في المتوسط ، وليس بالضرورة في أي لحظة. في ظل هذه الظروف، الشائعة في نظرية الطوابير وإدارة سلسلة التوريد ، تُعرف هذه العلاقة بقانون ليتل .

في مفاعل التدفق الأنبوبي المثالي ، تخرج جزيئات المائع بنفس ترتيب وصولها، دون أن تختلط مع الجزيئات التي أمامها أو خلفها. لذلك، فإن الجزيئات التي تدخل عند الزمن t ستخرج عند الزمن t + T ، حيث تقضي جميعها زمنًا قدره T داخل المفاعل. وبالتالي ، يكون توزيع زمن الإقامة دالة ديراك دلتا متأخرة بمقدار T.

${\displaystyle E(\tau )=\delta (\tau -T)\,}$

المتوسط ​​هو T والتباين يساوي صفرًا. ^{[ 1 ]}

يختلف منحنى زمن الإقامة (RTD) للمفاعل الحقيقي عن منحنى زمن الإقامة للمفاعل المثالي، وذلك تبعًا لديناميكيات الموائع داخل الوعاء. يشير التباين غير الصفري إلى وجود تشتت على طول مسار المائع، والذي قد يُعزى إلى الاضطراب، أو عدم انتظام توزيع السرعة، أو الانتشار. إذا كان متوسط ​​التوزيع أبكر من الزمن المتوقع T، فهذا يدل على وجود مائع راكد داخل الوعاء. إذا أظهر منحنى زمن الإقامة أكثر من قمة رئيسية، فقد يشير ذلك إلى وجود قنوات، أو مسارات متوازية إلى المخرج، أو دوران داخلي قوي.

في مفاعلات التدفق الأنبوبي، تدخل المواد المتفاعلة إلى المفاعل من أحد طرفيه وتتفاعل أثناء تحركها لأسفل. ونتيجة لذلك، يعتمد معدل التفاعل على التركيزات التي تختلف على طول المفاعل، مما يستلزم حساب مقلوب معدل التفاعل وتكامله على نسبة التحويل الجزئي.

$\displaystyle \tau =C_{AO}\int {\frac {1}{(-r_{A})}}\,df_{A}}$

المفاعلات الدفعية هي مفاعلات تُوضع فيها المواد المتفاعلة عند الزمن صفر وتستمر في التفاعل حتى يتوقف. وبالتالي، فإن زمن التفاعل هو نفسه متوسط ​​زمن الإقامة في المفاعل الدفعي.

$\displaystyle \tau =N_{AO}\int {\frac {1}{(-r_{A})V_{R}}}\,df_{A}}$

في مفاعل الخزان المحرك المستمر المثالي (CSTR)، يختلط التدفق عند المدخل تمامًا وفورًا في كتلة المفاعل. ويكون للمفاعل والسائل الخارج تركيب متجانس ومتطابق في جميع الأوقات. ويكون توزيع زمن الإقامة أُسّيًا.

${\displaystyle E(\tau )={\frac {1}{T}}\exp \left({\frac {-\tau }{T}}\right).}$

حيث أن المتوسط ​​هو T والتباين هو 1. ^{[ 1 ]} يتمثل أحد الاختلافات الملحوظة عن مفاعل التدفق المكبسي في أن المادة التي يتم إدخالها إلى النظام لن تغادره بالكامل أبدًا. ^{[ 4 ]}

في الواقع، من المستحيل تحقيق هذا الخلط السريع، إذ يوجد بالضرورة تأخير بين مرور أي جزيء عبر المدخل ووصوله إلى المخرج، وبالتالي فإن منحنى زمن الإقامة (RTD) للمفاعل الحقيقي سينحرف عن التضاؤل ​​الأسي المثالي، خاصةً في حالة المفاعلات الكبيرة. على سبيل المثال، سيكون هناك تأخير محدود قبل أن تصل قيمة E إلى أقصى قيمة لها، وسيعكس طول هذا التأخير معدل انتقال الكتلة داخل المفاعل. وكما لوحظ في مفاعل التدفق المكبسي، فإن المتوسط ​​المبكر سيشير إلى وجود سائل راكد داخل الوعاء، بينما قد يشير وجود قمم متعددة إلى وجود قنوات، أو مسارات متوازية إلى المخرج، أو دوران داخلي قوي. سيظهر السائل المتسرب داخل المفاعل في منحنى زمن الإقامة (RTD) على شكل نبضة صغيرة من مادة التتبع المركزة التي تصل إلى المخرج بعد الحقن بفترة وجيزة. تدخل المواد المتفاعلة وتخرج باستمرار من خزان حيث يتم خلطها. ونتيجة لذلك، يسير التفاعل بمعدل يعتمد على تركيز المخرج.

${\displaystyle \tau ={\frac {C_{A{\text{ in}}}-C_{A{\text{ out}}}}{-r_{A}}}\ }$

في مفاعل التدفق الصفائحي ، يتدفق المائع عبر أنبوب طويل أو مفاعل ذي لوحين متوازيين، ويكون التدفق على شكل طبقات موازية لجدران الأنبوب. سرعة التدفق دالة مكافئة لنصف القطر. في غياب الانتشار الجزيئي ، يكون توزيع زمن الإقامة ^{[ 8 ] .}

${\displaystyle E(\tau )={\begin{cases}0&\tau \leq T/2\\[5pt]{\dfrac {T^{2}}{2\tau ^{3}}}&\tau >T/2.\end{cases}}}$

التباين لانهائي. في المفاعل الحقيقي، سيؤدي الانتشار في النهاية إلى خلط الطبقات بحيث يصبح ذيل منحنى توزيع زمن الإقامة أُسّيًا ويكون التباين محدودًا؛ ولكن يمكن أن يكون لمفاعلات التدفق الصفائحي تباين أكبر من 1، وهو الحد الأقصى لمفاعلات CTSD. ^{[ 1 ]}

المفاعلات المعاد تدويرها هي مفاعلات تدفق أنبوبي مزودة بحلقة إعادة تدوير. وبالتالي، فهي تعمل كنوع هجين بين مفاعلات التدفق الأنبوبي ومفاعلات الخلط المستمر.

$\displaystyle \tau =C_{AO}(R+1)\int {\frac {1}{(-r_{A})}}\,df_{A}}$

في جميع هذه المعادلات  :${\displaystyle -r_{A}}$يمثل معدل استهلاك المادة المتفاعلة A. وهو يساوي معادلة معدل التفاعل التي تدخل فيها A. غالباً ما ترتبط معادلة معدل التفاعل بالتحويل الجزئي من خلال استهلاك A ومن خلال أي تغيرات في k نتيجة لتغيرات درجة الحرارة التي تعتمد على التحويل. ^{[ 7 ]}

في بعض التفاعلات، تختلف كثافة المواد المتفاعلة عن كثافة النواتج اختلافًا كبيرًا. ونتيجةً لذلك، يتغير حجم التفاعل مع تقدمه. يُضيف هذا التغير في الحجم حدودًا إلى معادلات التصميم. وبأخذ هذا التغير في الحجم بعين الاعتبار، يصبح حجم التفاعل كما يلي:

${\displaystyle V_{R}=V_{R{\text{ initial}}}(1-\delta _{A}f_{A})}$

بإدخال هذه البيانات في معادلات التصميم، نحصل على المعادلات التالية:

تتطلب هذه الطريقة إدخال حجم صغير جدًا من المادة المتتبعة المركزة عند مدخل المفاعل، بحيث يقترب من دالة ديراك دلتا . ^{[ 10 ] [ 8 ]} على الرغم من أنه لا يمكن إنتاج حقنة قصيرة جدًا، إلا أنه يمكن جعلها أصغر بكثير من متوسط ​​زمن بقاء المادة المتتبعة في الوعاء. إذا كانت كتلة المادة المتتبعة،${\displaystyle M}$، يتم إدخاله في وعاء حجمه${\displaystyle V}$وفترة إقامة متوقعة تبلغ${\displaystyle \tau }$، المنحنى الناتج عن${\displaystyle C(t)}$يمكن تحويلها إلى منحنى توزيع زمن الإقامة بدون أبعاد من خلال العلاقة التالية:

${\displaystyle E(t)={\frac {C(t)}{\int _{0}^{\infty }C(t)\,dt}}}$

يتغير تركيز المادة المتتبعة في تجربة الخطوة عند مدخل المفاعل فجأة من 0 إلى${\displaystyle C_{0}}$يتم قياس تركيز المادة المتتبعة عند المخرج وتطبيعه وفقًا للتركيز${\displaystyle C_{0}}$للحصول على المنحنى غير البعدي${\displaystyle F(t)}$والتي تتراوح من 0 إلى 1:

${\displaystyle F(t)={\frac {C(t)}{C_{0}}}.}$

ترتبط استجابات المفاعل، سواءً كانت على شكل خطوة أو نبضة، بالعلاقة التالية:

${\displaystyle F(t)=\int _{0}^{t}E(t')\,dt'\qquad E(t)={\frac {dF(t)}{dt}}}$

غالبًا ما يكون إجراء تجربة الخطوة أسهل من تجربة النبضة، لكنها تميل إلى إخفاء بعض التفاصيل التي قد تُظهرها استجابة النبضة. من السهل إجراء التكامل العددي لاستجابة النبضة التجريبية للحصول على تقدير عالي الجودة لاستجابة الخطوة ، ولكن العكس ليس صحيحًا لأن أي تشويش في قياس التركيز سيتضخم بفعل التفاضل العددي.

في المفاعلات الكيميائية ، الهدف هو جعل المكونات تتفاعل بنسبة عالية . في تفاعل متجانس من الدرجة الأولى ، يعتمد احتمال تفاعل ذرة أو جزيء فقط على زمن بقائه في المفاعل.

${\displaystyle P_{\mathrm {R} }=\exp \left(-kt\right)}$

لثابت معدل${\displaystyle k}$بالنظر إلى توزيع زمن الإقامة، فإن متوسط ​​الاحتمالية يساوي نسبة التركيز${\displaystyle a}$للمكون قبل وبعد: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle {\overline {P_{\mathrm {R} }}}=a_{\mathrm {out} }/a_{\mathrm {in} }=\int _{0}^{\infty }\exp \left(-kt\right)E(t)\,dt.}$

إذا كان التفاعل أكثر تعقيدًا، فإن الناتج لا يتحدد بشكل قاطع بواسطة توزيع زمن الإقامة. بل يعتمد أيضًا على درجة المزج الدقيق ، أي المزج بين الجزيئات التي دخلت في أوقات مختلفة. إذا لم يكن هناك مزج، يُقال إن النظام منفصل تمامًا ، ويمكن التعبير عن الناتج بالشكل التالي:

${\displaystyle a_{\mathrm {out} }=\int _{0}^{\infty }a_{\mathrm {batch} }(t)E(t)\,dt.}$

بالنسبة لزمن الإقامة المحدد، يوجد حد أقصى لكمية الخلط التي يمكن أن تحدث، يُسمى أقصى خلط ، وهذا يحدد الإنتاجية التي يمكن تحقيقها. يمكن أن يكون مفاعل الخزان المحرك المستمر في أي مكان على الطيف بين الفصل التام والخلط المثالي . ^{[ 1 ]}

يمكن الحصول على منحنى زمن الإقامة (RTD) للمفاعلات الكيميائية باستخدام محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD ). ويمكن اتباع نفس الإجراء المُتبع في التجارب. حيث تُحقن نبضة من جزيئات التتبع الخاملة (لفترة وجيزة جدًا) في المفاعل. وتخضع الحركة الخطية لجزيئات التتبع لقانون نيوتن الثاني للحركة، ويتم إنشاء اقتران أحادي الاتجاه بين المائع وجزيئات التتبع. في هذا الاقتران، يؤثر المائع على حركة جزيئات التتبع بقوة السحب، بينما لا تؤثر جزيئات التتبع على المائع. ويتم اختيار حجم وكثافة جزيئات التتبع بدقة متناهية بحيث يصبح ثابت الزمن لجزيئات التتبع صغيرًا جدًا. وبهذه الطريقة، تتبع جزيئات التتبع المسار نفسه الذي يسلكه المائع تمامًا. ^{[ 11 ]}

يُعدّ زمن المكوث الهيدروليكي (HRT) عاملاً هاماً في انتقال السموم البيئية أو المواد الكيميائية الأخرى عبر المياه الجوفية . يرتبط مقدار الوقت الذي يقضيه الملوث في الانتقال عبر حيز محدد تحت سطح الأرض بدرجة تشبع التربة أو الصخور ونفاذيتها الهيدروليكية . ^{[ 12 ]} تُعدّ المسامية عاملاً مهماً آخر يُسهم في حركة المياه عبر الأرض (مثلاً باتجاه مستوى المياه الجوفية ). يحدد التقاطع بين كثافة المسام وحجمها درجة أو مقدار معدل التدفق عبر الوسط. يمكن توضيح هذه الفكرة بمقارنة كيفية تحرك الماء عبر الطين مقابل الحصى . سيكون زمن المكوث عبر مسافة رأسية محددة في الطين أطول منه عبر المسافة نفسها في الحصى، على الرغم من أن كليهما يتميزان بمسامية عالية. يعود ذلك إلى أن أحجام المسام أكبر بكثير في الحصى منها في الطين، وبالتالي يكون التوتر الهيدروستاتيكي الذي يُقاوم تدرج الضغط تحت السطحي والجاذبية أقل.

يُعدّ تدفق المياه الجوفية عاملاً هاماً يجب مراعاته عند تصميم أحواض الصخور النفاياتية لعمليات التعدين . تتكون الصخور النفاياتية من مواد غير متجانسة، تتراوح أحجام جزيئاتها من الصخور الكبيرة إلى جزيئات بحجم الطين، وتحتوي على ملوثات كبريتية يجب التحكم بها لضمان عدم تأثيرها سلباً على جودة المياه الجوفية، وكذلك لضمان عدم تسبب جريان المياه السطحية في مشاكل بيئية في المناطق المحيطة. ^{[ 12 ]} تُعرف الطبقات الطينية الكتيمة بأنها مناطق طينية قد تتميز بدرجة عالية من عدم النفاذية، مما يؤدي إلى إبطاء تدفق المياه جزئياً أو كلياً. ^{[ 5 ] [ 13 ]} يمكن لهذه العدسات الطينية إبطاء أو إيقاف التسرب إلى المياه الجوفية، إلا أنه في حال تشقق الطبقة الطينية الكتيمة وتلوثها، فقد تُصبح مصدراً طويل الأمد لتلوث المياه الجوفية نظراً لانخفاض نفاذيتها وارتفاع زمن الاحتفاظ الهيدروليكي فيها. ^{[ 13 ]}

تشمل المعالجة الأولية لمياه الصرف الصحي أو مياه الشرب الترسيب في حجرة ترسيب لإزالة أكبر قدر ممكن من المواد الصلبة قبل تطبيق معالجات إضافية. ^{[ 5 ]} وتُحدد كمية المواد المُزالة بزمن المكوث الهيدروليكي (HRT). ^{[ 5 ]} عندما يتدفق الماء عبر حجم معين بمعدل أبطأ، تقل الطاقة المتاحة لإبقاء الجزيئات الصلبة عالقة في التيار، ويتوفر وقت أطول لترسبها في القاع. يبلغ زمن المكوث الهيدروليكي النموذجي لأحواض الترسيب حوالي ساعتين، ^{[ 5 ]} على الرغم من أن بعض المجموعات توصي بفترات أطول لإزالة الملوثات الدقيقة مثل الأدوية والهرمونات. ^{[ 14 ]}

التطهير هو الخطوة الأخيرة في المعالجة الثلاثية لمياه الصرف الصحي أو مياه الشرب. تشمل أنواع مسببات الأمراض الموجودة في المياه غير المعالجة أنواعًا يسهل القضاء عليها كالبكتيريا والفيروسات، وأنواعًا أخرى أكثر مقاومة كالأوليات والأكياس . [ 5 ] يجب أن ^{تتمتع حجرة التطهير} بفترة احتجاز هيدروليكي كافية لقتل جميع هذه المسببات أو تعطيلها.

يمكن أن تُحاصر ذرات وجزيئات الغاز أو السائل على سطح صلب في عملية تُسمى الامتزاز . هذه عملية طاردة للحرارة تتضمن إطلاق حرارة ، وتسخين السطح يزيد من احتمالية هروب الذرة خلال فترة زمنية محددة. عند درجة حرارة معينة${\displaystyle T}$يُعطى زمن بقاء الذرة الممتزة بالعلاقة التالية:

${\displaystyle \tau =\tau _{0}\exp \left({\frac {E_{\mathrm {a} }}{RT}}\right),}$

أين${\displaystyle R}$ثابت الغازات ،${\displaystyle E_{\mathrm {a} }}$هي طاقة التنشيط ، و${\displaystyle \tau _{0}}$هو عامل أولي يرتبط بأوقات اهتزاز ذرات السطح (عادةً من رتبة${\displaystyle 10^{-12}}$(ثانية). ^{[ 15 ] : 27 [ 16 ] : 196}

في تقنية الفراغ ، يُمكن أن يُحدد زمن بقاء الغازات على أسطح حجرة الفراغ الضغط الناتج عن انبعاث الغازات . إذا أمكن تسخين الحجرة، تُبين المعادلة أعلاه إمكانية "طرد" الغازات؛ أما إذا لم يكن ذلك ممكنًا، فستكون هناك حاجة إلى أسطح ذات زمن بقاء منخفض لتحقيق فراغ فائق . ^{[ 16 ] : 195}

من الناحية البيئية، يُعرَّف زمن بقاء الماء بما يتناسب مع المياه الجوفية والغلاف الجوي والأنهار الجليدية والبحيرات والجداول والمحيطات. وبشكل أدق، هو الفترة الزمنية التي يبقى فيها الماء داخل طبقة المياه الجوفية أو البحيرة أو النهر أو أي مسطح مائي آخر قبل أن يكمل دورته في الدورة الهيدرولوجية . وقد يتراوح هذا الزمن من أيام في طبقات المياه الجوفية الضحلة ذات الحصى إلى ملايين السنين في طبقات المياه الجوفية العميقة ذات الموصلية الهيدروليكية المنخفضة جدًا . يبلغ زمن بقاء الماء في الأنهار بضعة أيام، بينما يصل في البحيرات الكبيرة إلى عدة عقود. أما زمن بقاء الماء في الصفائح الجليدية القارية فيبلغ مئات الآلاف من السنين، وفي الأنهار الجليدية الصغيرة بضعة عقود.

تُعدّ تطبيقات زمن بقاء المياه الجوفية مفيدة لتحديد المدة الزمنية اللازمة لوصول الملوثات إلى مصادر مياه الشرب الجوفية وتلويثها ، وتحديد تركيزها عند الوصول. كما يمكن استخدامها لتحديد المدة اللازمة لتطهير مصادر المياه الجوفية من خلال قياس التدفق الداخل والخارج وحجم المياه. ويُعدّ زمن بقاء المياه في البحيرات والجداول مهمًا أيضًا لتحديد تركيز الملوثات فيها، وكيف يمكن أن يؤثر ذلك على السكان المحليين والحياة البحرية.

يتناول علم المياه، وهو دراسة الماء، ميزانية المياه من حيث زمن بقائها. ويُستخدم مقدار الوقت الذي يقضيه الماء في كل مرحلة من مراحل وجوده (النهر الجليدي، الغلاف الجوي، المحيط، البحيرة، الجدول، النهر) لإظهار العلاقة بين جميع المياه على الأرض وكيفية ترابطها بأشكالها المختلفة.

تُشكل مثبطات الإنزيمات فئة كبيرة من الأدوية ، حيث ترتبط بالإنزيمات في الجسم وتُثبط نشاطها. في هذه الحالة، يُعد زمن بقاء الدواء مرتبطًا بالهدف (أي المدة التي يبقى فيها الدواء مرتبطًا بالهدف) هو المهم. يُعرَّف زمن البقاء بأنه مقلوب ثابت معدل التفكك (koff) (زمن البقاء = 1/koff). تُفضَّل الأدوية ذات أزمنة البقاء الطويلة لأنها تظل فعالة لفترة أطول، وبالتالي يمكن استخدامها بجرعات أقل. ^{[ 17 ] : 88} يتحدد زمن البقاء هذا بحركية التفاعل ، ^{[ 18 ]} مثل مدى تكامل شكل وشحنات الهدف والدواء، وما إذا كانت جزيئات المذيب الخارجية تُمنع من الوصول إلى موقع الارتباط (وبالتالي تمنعها من كسر أي روابط مُشكَّلة)، ^{[ 19 ]} وهو يتناسب طرديًا مع نصف عمر التفكك الكيميائي . ^{[ 18 ]} إحدى طرق قياس زمن الإقامة هي تجربة التخفيف قبل التحضين، حيث يُحضن الإنزيم المستهدف مع المُثبِّط، ويُترك حتى يقترب من حالة التوازن، ثم يُخفف بسرعة. تُقاس كمية الناتج وتُقارن بعينة ضابطة لم يُضَف إليها أي مُثبِّط. ^{[ 17 ] : 87-88}

يمكن أن يشير زمن بقاء الدواء أيضًا إلى المدة التي يقضيها في الجزء من الجسم الذي يُراد امتصاصه فيه. كلما طال زمن البقاء، زادت كمية الدواء التي يمكن امتصاصها. إذا تم إعطاء الدواء عن طريق الفم وكان متوجهًا إلى الأمعاء الدقيقة ، فإنه عادةً ما ينتقل مع الطعام، ويكون زمن بقائه في الجسم مساويًا تقريبًا لزمن بقاء الطعام. وهذا يسمح عمومًا بامتصاص الدواء خلال 3 إلى 8 ساعات. ^{[ 20 ] : 196} أما إذا تم إعطاء الدواء عبر الغشاء المخاطي للفم، فإن زمن بقائه يكون قصيرًا لأن اللعاب يزيله. تشمل استراتيجيات زيادة زمن البقاء استخدام البوليمرات اللاصقة الحيوية ، والعلكة، وأقراص المص ، والمساحيق الجافة. ^{[ 20 ] : 274}

في كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي ، يرتبط زمن بقاء الجزيء بحجمه، والذي يتناسب تقريبًا مع وزنه الجزيئي. كما تؤثر أزمنة البقاء على أداء المخمرات المستمرة . ^{[ 1 ]}

تستخدم خلايا الوقود الحيوي العمليات الأيضية للبكتيريا المحبة للأنود ( البكتيريا سالبة الشحنة ) لتحويل الطاقة الكيميائية من المواد العضوية إلى كهرباء. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} تتكون آلية خلية الوقود الحيوي من مصعد ومهبط يفصل بينهما غشاء تبادل بروتونات داخلي ، ويتصلان بدائرة خارجية مع حمل خارجي. تنمو البكتيريا المحبة للأنود على المصعد وتستهلك الجزيئات العضوية القابلة للتحلل الحيوي لإنتاج الإلكترونات والبروتونات وغاز ثاني أكسيد الكربون ، وعندما تنتقل الإلكترونات عبر الدائرة، فإنها تغذي الحمل الخارجي. ^{[ 22 ] [ 23 ]} يُعرف زمن الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) لهذا التطبيق بأنه معدل مرور جزيئات التغذية عبر حجرة المصعد. ^{[ 23 ]} ويمكن قياس ذلك بقسمة حجم حجرة المصعد على معدل مرور محلول التغذية إلى الحجرة. ^{[ 22 ]} يؤثر زمن الإقامة الهيدروليكي (HRT) على معدل تحميل الركيزة للكائنات الدقيقة التي تستهلكها البكتيريا المحبة للأنود، مما يؤثر بدوره على الناتج الكهربائي. ^{[ 23 ] [ 24 ]} يؤدي زمن الإقامة الهيدروليكي الأطول إلى تقليل تحميل الركيزة في حجرة الأنود، مما قد يؤدي إلى انخفاض عدد البكتيريا المحبة للأنود وأدائها عند نقص المغذيات. ^{[ 23 ]} يدعم زمن الإقامة الهيدروليكي الأقصر نمو البكتيريا غير المنتجة للكهرباء ، مما قد يقلل من كفاءة كولوم في الأداء الكهروكيميائي لخلية الوقود إذا اضطرت البكتيريا المحبة للأنود إلى التنافس على الموارد أو إذا لم يتوفر لها الوقت الكافي لتحليل المغذيات بفعالية. ^{[ 23 ]}