Pretvarač propusnosti
Konverter Permeabilnosti
Konvertujte između 4 različita tipa jedinica za permeabilnost sa naučnom preciznošću. Magnetna (H/m), fluidna (darsi), gasna (barer) i parna (perm) permeabilnost mjere fundamentalno različita fizička svojstva i ne mogu se konvertovati između tipova.
Šta je Permeabilnost?
Permeabilnost mjeri koliko lako nešto prolazi kroz materijal, ali ova jednostavna definicija krije kritičnu činjenicu: postoje ČETIRI potpuno različita tipa permeabilnosti u fizici i inženjerstvu, od kojih svaki mjeri različite fizičke veličine.
Četiri Tipa Permeabilnosti
Magnetna Permeabilnost (μ)
Mjeri koliko lako magnetni fluks prolazi kroz materijal. Povezuje gustinu magnetnog fluksa (B) sa jačinom magnetnog polja (H).
Jedinice: H/m, μH/m, nH/m, relativna permeabilnost (μᵣ)
Formula: B = μ × H
Primjene: Elektromagneti, transformatori, magnetna zaštita, induktori, MRI mašine
Primjeri: Vakuum (μᵣ = 1), Gvožđe (μᵣ = 5,000), Permaloj (μᵣ = 100,000)
Fluidna Permeabilnost (k)
Mjeri koliko lako fluidi (nafta, voda, gas) teku kroz porozne medije kao što su stijene ili tlo. Ključno za naftno inženjerstvo.
Jedinice: darsi (D), milidarsi (mD), nanodarsi (nD), m²
Formula: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Primjene: Ležišta nafte/gasa, protok podzemnih voda, drenaža tla, karakterizacija stijena
Primjeri: Škriljac (1-100 nD), Pješčar (10-1000 mD), Šljunak (>10 D)
Gasna Permeabilnost (P)
Mjeri koliko brzo specifični gasovi prolaze kroz polimere, membrane ili ambalažne materijale. Koristi se u ambalaži i nauci o membranama.
Jedinice: barer, GPU (jedinica za prožimanje gasa), mol·m/(s·m²·Pa)
Formula: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Primjene: Ambalaža za hranu, membrane za separaciju gasova, zaštitni premazi, svemirska odijela
Primjeri: HDPE (0.5 barera za O₂), Silikonska guma (600 barera za O₂)
Permeabilnost Vodene Pare
Mjeri brzinu transmisije vlage kroz građevinske materijale, tkanine ili ambalažu. Ključno za kontrolu vlage i građevinsku nauku.
Jedinice: perm, perm-inč, g/(Pa·s·m²)
Formula: WVTR = permeanca × razlika pritiska pare
Primjene: Građevinske parne brane, prozračne tkanine, upravljanje vlagom, ambalaža
Primjeri: Polietilen (0.06 perm), Šperploča (0.7 perm), Neobojeni gipsani zid (20-50 perm)
Brze Činjenice
Ne može se konvertovati između tipova
Magnetna permeabilnost (H/m) ≠ Fluidna permeabilnost (darsi) ≠ Gasna permeabilnost (barer) ≠ Parna permeabilnost (perm). Ovo mjeri različitu fiziku!
Ekstreman Raspon
Fluidna permeabilnost se prostire preko 21 reda veličine: od nepropusnog škriljca (10⁻⁹ darsija) do šljunka (10¹² darsija)
Zbrka u nazivima jedinica
Riječ 'permeabilnost' se koristi za sva četiri tipa, ali su to potpuno različite veličine. Uvijek navedite koji tip!
Specifično za materijal
Gasna permeabilnost zavisi I od materijala I od tipa gasa. Permeabilnost kiseonika ≠ permeabilnost azota za isti materijal!
Magnetna Permeabilnost (μ)
Magnetna permeabilnost opisuje kako materijal reaguje na magnetno polje. To je omjer gustine magnetnog fluksa (B) i jačine magnetnog polja (H).
Formula: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = gustina magnetnog fluksa (T), H = jačina magnetnog polja (A/m), μ = permeabilnost (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (slobodan prostor), μᵣ = relativna permeabilnost (bezdimenzionalna)
Kategorije Materijala
| Tip | Relativna Permeabilnost | Primjeri |
|---|---|---|
| Dijamagnetni | μᵣ < 1 | Bizmut (0.999834), Bakar (0.999994), Voda (0.999991) |
| Paramagnetni | 1 < μᵣ < 1.01 | Aluminij (1.000022), Platina (1.000265), Zrak (1.0000004) |
| Feromagnetni | μᵣ >> 1 | Gvožđe (5,000), Nikl (600), Permaloj (100,000) |
Fluidna Permeabilnost (Darsi)
Fluidna permeabilnost mjeri koliko lako fluidi teku kroz porozne stijene ili tlo. Darsi je standardna jedinica u naftnom inženjerstvu.
Formula: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = protok (m³/s), k = permeabilnost (m²), A = površina poprečnog presjeka (m²), ΔP = razlika pritiska (Pa), μ = viskoznost fluida (Pa·s), L = dužina (m)
Šta je Darsi?
1 darsi je permeabilnost koja dozvoljava 1 cm³/s fluida (viskoznosti 1 centipoaz) da teče kroz poprečni presjek od 1 cm² pod gradijentom pritiska od 1 atm/cm.
SI ekvivalent: 1 darsi = 9.869233 × 10⁻¹³ m²
Rasponi propusnosti u naftnom inženjerstvu
| Kategorija | Propusnost | Opis | Primjeri: |
|---|---|---|---|
| Ultra-nepropusno (Škriljac) | 1-100 nanodarsija (nD) | Zahtijeva hidrauličko frakturiranje za ekonomičnu proizvodnju | Škriljac Bakken, škriljac Marcellus, škriljac Eagle Ford |
| Nepropusni Gas/Nafta | 0.001-1 milidarsi (mD) | Izazovno za proizvodnju, potrebna stimulacija | Nepropusni pješčari, neki karbonati |
| Konvencionalno Ležište | 1-1000 milidarsija | Dobra produktivnost nafte/gasa | Većina komercijalnih ležišta pješčara i karbonata |
| Odlično Ležište | 1-10 darsija | Odlična produktivnost | Visokokvalitetni pješčari, frakturirani karbonati |
| Izuzetno Permeabilno | > 10 darsija | Vrlo visoke stope protoka | Šljunak, grubi pijesak, visoko frakturirana stijena |
Gasna Permeabilnost (Barer)
Gasna permeabilnost mjeri koliko brzo specifični gasovi prolaze kroz polimere i membrane. Barer je standardna jedinica, nazvana po fizičaru Richardu Bareru.
Formula: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = permeabilnost (barer), N = količina prenesenog gasa (cm³ na STP), L = debljina materijala (cm), A = površina (cm²), Δp = razlika pritiska (cmHg), t = vrijeme (s)
Šta je Barer?
1 barer = 10⁻¹⁰ cm³(STP)·cm/(s·cm²·cmHg). Ovo mjeri volumen gasa (na standardnoj temperaturi i pritisku) koji prožima kroz jedinicu debljine po jedinici površine po jedinici vremena po jedinici razlike pritiska.
Alternativne jedinice: 1 barer = 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
Primjer: Silikonska guma: H₂ (550 barera), O₂ (600 barera), N₂ (280 barera), CO₂ (3200 barera)
Primjene
| Područje | Primjena | Primjeri |
|---|---|---|
| Ambalaža za Hranu | Niska permeabilnost O₂ čuva svježinu | EVOH (0.05 barera), PET (0.05-0.2 barera) |
| Separacija Gasova | Visoka permeabilnost odvaja gasove (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Silikonska guma, poliimidi |
| Medicinska Ambalaža | Barijerne folije štite od vlage/kiseonika | Blister pakovanja, farmaceutske boce |
| Obloge za Gume | Niska permeabilnost zraka održava pritisak | Halobutil guma (30-40 barera) |
Permeabilnost Vodene Pare (Perm)
Permeabilnost vodene pare mjeri transmisiju vlage kroz materijale. Ključno za građevinsku nauku, sprječavanje plijesni, kondenzacije i strukturnih oštećenja.
Formula: WVTR = permeanca × (p₁ - p₂)
WVTR = stopa transmisije vodene pare, permeanca = permeabilnost/debljina, p₁, p₂ = pritisci pare na svakoj strani
Šta je Perm?
US Perm: 1 perm (US) = 1 grejn/(h·ft²·inHg) = 5.72135 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²)
Metric Perm: 1 perm (metrički) = 1 g/(Pa·s·m²) = 57.45 perm-inča (US)
Napomena: Perm-inč uključuje debljinu; perm je permeanca (već podijeljena sa debljinom)
Klasifikacije građevinskih materijala
| Kategorija | Opis | Primjeri: |
|---|---|---|
| Parne Brane (< 0.1 perm) | Blokiraju skoro svu transmisiju vlage | Polietilenska folija (0.06 perm), aluminijska folija (0.0 perm), vinilne tapete (0.05 perm) |
| Parne Usporivače (0.1-1 perm) | Značajno usporavaju vlagu, ali nisu potpuna barijera | Uljana boja (0.3 perm), kraft papir (0.4 perm), šperploča (0.7 perm) |
| Polu-permeabilno (1-10 perm) | Dopuštaju određenu transmisiju vlage | Lateks boja (1-5 perm), OSB ploče (2 perm), građevinski papir (5 perm) |
| Permeabilno (> 10 perm) | Slobodno dopuštaju transmisiju vlage | Neobojeni gipsani zid (20-50 perm), staklena vuna (>100 perm), kućna folija (>50 perm) |
Hladna klima: U hladnim klimama, parne brane idu na toplu (unutrašnju) stranu kako bi se spriječila kondenzacija unutrašnje vlage u hladnim zidnim šupljinama.
Vruća vlažna klima: U vrućim vlažnim klimama, parne brane bi trebale biti na vanjskoj strani ILI koristiti permeabilne zidove kako bi se omogućilo sušenje u oba smjera.
Brze Tabele Konverzije
Magnetna Permeabilnost
| Od | Do |
|---|---|
| 1 H/m | 1,000,000 μH/m |
| 1 H/m | 795,774.7 μᵣ |
| μ₀ (vakuum) | 1.257 × 10⁻⁶ H/m |
| μ₀ (vakuum) | 1.257 μH/m |
| μᵣ = 1000 (gvožđe) | 0.001257 H/m |
Fluidna Permeabilnost (Darsi)
| Od | Do |
|---|---|
| 1 darsi | 1,000 milidarsija (mD) |
| 1 darsi | 9.869 × 10⁻¹³ m² |
| 1 milidarsi | 10⁻⁶ darsija |
| 1 nanodarsi | 10⁻⁹ darsija |
| 1 m² | 1.013 × 10¹² darsija |
Gasna Permeabilnost
| Od | Do |
|---|---|
| 1 barer | 10,000 GPU |
| 1 barer | 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ barera |
| 100 barera | Dobra barijera |
| > 1000 barera | Loša barijera (visoka permeabilnost) |
Permeabilnost Vodene Pare
| Od | Do |
|---|---|
| 1 perm (US) | 5.72 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²) |
| 1 perm-inč | 1.459 × 10⁻¹² kg·m/(Pa·s·m²) |
| 1 perm (metrički) | 57.45 perm-inča (US) |
| < 0.1 perm | Parna brana |
| > 10 perm | Paropropusno |
Često Postavljana Pitanja
Mogu li konvertovati darsi u barer ili perm?
Ne! Ovo mjeri potpuno različita fizička svojstva. Fluidna permeabilnost (darsi), gasna permeabilnost (barer), parna permeabilnost (perm) i magnetna permeabilnost (H/m) su četiri različite veličine koje se ne mogu konvertovati jedna u drugu. Koristite filter kategorija u konverteru.
Zašto gasna permeabilnost ovisi o kojem gasu?
Različiti gasovi imaju različite molekularne veličine i interakcije sa materijalima. H₂ i He prožimaju brže od O₂ ili N₂. Uvijek navedite gas: 'permeabilnost O₂ = 0.5 barera', a ne samo 'permeabilnost = 0.5 barera'.
Koja je razlika između perma i perm-inča?
Perm-inč je permeabilnost (svojstvo materijala neovisno o debljini). Perm je permeanca (ovisi o debljini). Odnos: permeanca = permeabilnost/debljina. Koristite perm-inč za poređenje materijala.
Kako naftni inženjeri koriste darsi?
Permeabilnost ležišta određuje stope protoka nafte/gasa. Ležište od 100 mD može proizvoditi 500 barela/dan; ležište nepropusnog gasa od 1 mD zahtijeva hidrauličko frakturiranje. Formacije škriljca (1-100 nD) su izuzetno nepropusne.
Zašto je relativna permeabilnost (μᵣ) bezdimenzionalna?
To je omjer koji poredi permeabilnost materijala sa permeabilnošću vakuuma (μ₀). Da biste dobili apsolutnu permeabilnost u H/m: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ H/m. Za gvožđe (μᵣ = 5000), μ = 0.00628 H/m.
Da li je visoka permeabilnost uvijek dobra?
Ovisi o primjeni! Visok darsi je dobar za naftne bušotine, ali loš za zadržavanje. Visok barer je dobar za prozračne tkanine, ali loš za ambalažu hrane. Uzmite u obzir vaš inženjerski cilj: barijera (niska) ili protok (visoka).
Šta određuje postavljanje parne brane u zgradama?
Klima! Hladne klime trebaju parne brane na toploj (unutrašnjoj) strani kako bi se spriječila kondenzacija unutrašnje vlage u hladnim zidovima. Vruće vlažne klime trebaju brane na vanjskoj strani ILI permeabilne zidove kako bi se omogućilo sušenje u oba smjera. Pogrešno postavljanje uzrokuje plijesan i truljenje.
Koji materijali imaju najvišu/najnižu permeabilnost?
Magnetna: Supermaloj (μᵣ~1M) naspram vakuuma (μᵣ=1). Fluidna: Šljunak (>10 D) naspram škriljca (1 nD). Gasna: Silikon (3000+ barera za CO₂) naspram metaliziranih folija (0.001 barera). Parna: Staklena vuna (>100 perm) naspram aluminijske folije (0 perm).
Kompletan Direktorij Alata
Svih 71 alata dostupnih na UNITS