Läbilaskvuse muundur
Läbilaskvuse Teisendaja
Teisendage 4 erinevat tüüpi läbilaskvuse ühikut teadusliku täpsusega. Magnetiline (H/m), vedeliku (darcy), gaasi (barrer) ja auru (perm) läbilaskvus mõõdavad põhimõtteliselt erinevaid füüsikalisi omadusi ja neid ei saa tüüpide vahel teisendada.
Mis on Läbilaskvus?
Läbilaskvus mõõdab, kui kergesti miski materjalist läbi läheb, kuid see lihtne definitsioon varjab kriitilist fakti: füüsikas ja inseneriteaduses on NELI täiesti erinevat tüüpi läbilaskvust, millest igaüks mõõdab erinevaid füüsikalisi suurusi.
Neli Läbilaskvuse Tüüpi
Magnetiline Läbilaskvus (μ)
Mõõdab, kui kergesti magnetvoog materjalist läbi läheb. Seostab magnetvoo tiheduse (B) magnetvälja tugevusega (H).
Ühikud: H/m, μH/m, nH/m, suhteline läbilaskvus (μᵣ)
Valem: B = μ × H
Rakendused: Elektromagnetid, trafod, magnetvarjestus, induktiivpoolid, MRT-seadmed
Näited: Vaakum (μᵣ = 1), Raud (μᵣ = 5,000), Permalloy (μᵣ = 100,000)
Vedeliku Läbilaskvus (k)
Mõõdab, kui kergesti vedelikud (õli, vesi, gaas) voolavad läbi poorsete keskkondade nagu kivi või pinnas. Kriitilise tähtsusega naftatehnikas.
Ühikud: darcy (D), millidarcy (mD), nanodarcy (nD), m²
Valem: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Rakendused: Nafta/gaasi reservuaarid, põhjavee vool, pinnase drenaaž, kivimite iseloomustamine
Näited: Kild (1-100 nD), Liivakivi (10-1000 mD), Kruus (>10 D)
Gaasi Läbilaskvus (P)
Mõõdab, kui kiiresti konkreetsed gaasid läbivad polümeere, membraane või pakkematerjale. Kasutatakse pakendamises ja membraaniteaduses.
Ühikud: barrer, GPU (gaasi läbilaskvuse ühik), mol·m/(s·m²·Pa)
Valem: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Rakendused: Toidupakendid, gaasieraldusmembraanid, kaitsekatted, skafandrid
Näited: HDPE (0.5 barrerit O₂ jaoks), Silikoonkumm (600 barrerit O₂ jaoks)
Veeauru Läbilaskvus
Mõõdab niiskuse läbilaskvuse määra läbi ehitusmaterjalide, kangaste või pakendite. Kriitilise tähtsusega niiskuse kontrollimiseks ja ehitusteaduses.
Ühikud: perm, perm-inch, g/(Pa·s·m²)
Valem: WVTR = läbilaskvus × aururõhu erinevus
Rakendused: Hoonete aurutõkked, hingavad kangad, niiskuse juhtimine, pakendamine
Näited: Polüetüleen (0.06 permi), Vineer (0.7 permi), Värvimata kipsplaat (20-50 permi)
Kiired Faktid
Tüüpide Vahel Ei Saa Teisendada
Magnetiline läbilaskvus (H/m) ≠ Vedeliku läbilaskvus (darcy) ≠ Gaasi läbilaskvus (barrer) ≠ Auru läbilaskvus (perm). Need mõõdavad erinevat füüsikat!
Äärmuslik Vahemik
Vedeliku läbilaskvus ulatub üle 21 suurusjärgu: tihedast kildast (10⁻⁹ darcyt) kruusani (10¹² darcyt)
Segadus Ühiku Nimes
Sõna 'läbilaskvus' kasutatakse kõigi nelja tüübi puhul, kuid need on täiesti erinevad suurused. Täpsustage alati, millist tüüpi!
Materjalispetsiifiline
Gaasi läbilaskvus sõltub NII materjalist KUI ka gaasi tüübist. Hapniku läbilaskvus ≠ lämmastiku läbilaskvus sama materjali puhul!
Magnetiline Läbilaskvus (μ)
Magnetiline läbilaskvus kirjeldab, kuidas materjal reageerib magnetväljale. See on magnetvoo tiheduse (B) ja magnetvälja tugevuse (H) suhe.
Valem: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = magnetvoo tihedus (T), H = magnetvälja tugevus (A/m), μ = läbilaskvus (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (vaba ruum), μᵣ = suhteline läbilaskvus (mõõtmeteta)
Materjalide Kategooriad
| Tüüp | Suhteline Läbilaskvus | Näited |
|---|---|---|
| Diamagnetiline | μᵣ < 1 | Vismut (0.999834), Vask (0.999994), Vesi (0.999991) |
| Paramagnetiline | 1 < μᵣ < 1.01 | Alumiinium (1.000022), Plaatina (1.000265), Õhk (1.0000004) |
| Ferromagnetiline | μᵣ >> 1 | Raud (5,000), Nikkel (600), Permalloy (100,000) |
Vedeliku Läbilaskvus (Darcy)
Vedeliku läbilaskvus mõõdab, kui kergesti vedelikud voolavad läbi poorse kivimi või pinnase. Darcy on naftatehnikas standardühik.
Valem: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = vooluhulk (m³/s), k = läbilaskvus (m²), A = ristlõikepindala (m²), ΔP = rõhkude erinevus (Pa), μ = vedeliku viskoossus (Pa·s), L = pikkus (m)
Mis on Darcy?
1 darcy on läbilaskvus, mis laseb 1 cm³/s vedelikul (viskoossusega 1 sentipuaas) voolata läbi 1 cm² ristlõike 1 atm/cm rõhugradiendi all.
SI ekvivalent: 1 darcy = 9.869233 × 10⁻¹³ m²
Läbilaskvuse vahemikud naftatehnikas
| Kategooria | Läbilaskvus | Kirjeldus | Näited: |
|---|---|---|---|
| Ülitihe (Kilt) | 1-100 nanodarcyt (nD) | Nõuab majanduslikuks tootmiseks hüdraulilist purustamist | Bakkeni kilt, Marcelluse kilt, Eagle Fordi kilt |
| Tihe Gaas/Nafta | 0.001-1 millidarcyt (mD) | Raske toota, vajab stimuleerimist | Tihedad liivakivid, mõned karbonaadid |
| Tavaline Reservuaar | 1-1000 millidarcyt | Hea nafta/gaasi tootlikkus | Enamik kaubanduslikke liivakivi- ja karbonaatreservuaare |
| Suurepärane Reservuaar | 1-10 darcyt | Suurepärane tootlikkus | Kvaliteetsed liivakivid, lõhelised karbonaadid |
| Äärmiselt Läbilaskev | > 10 darcyt | Väga suured vooluhulgad | Kruus, jäme liiv, tugevalt lõheline kivim |
Gaasi Läbilaskvus (Barrer)
Gaasi läbilaskvus mõõdab, kui kiiresti konkreetsed gaasid läbivad polümeere ja membraane. Barrer on standardühik, mis on nimetatud füüsik Richard Barreri järgi.
Valem: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = läbilaskvus (barrer), N = läbilaskunud gaasi kogus (cm³ STP-s), L = materjali paksus (cm), A = pindala (cm²), Δp = rõhkude erinevus (cmHg), t = aeg (s)
Mis on Barrer?
1 barrer = 10⁻¹⁰ cm³(STP)·cm/(s·cm²·cmHg). See mõõdab gaasi mahtu (standardtemperatuuril ja -rõhul), mis läbib ühiku paksust ühiku pindala kohta ühiku aja jooksul ühiku rõhkude erinevuse juures.
Alternatiivsed ühikud: 1 barrer = 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
Näide: Silikoonkumm: H₂ (550 barrerit), O₂ (600 barrerit), N₂ (280 barrerit), CO₂ (3200 barrerit)
Rakendused
| Valdkond | Rakendus | Näited |
|---|---|---|
| Toidupakendid | Madal O₂ läbilaskvus säilitab värskuse | EVOH (0.05 barrerit), PET (0.05-0.2 barrerit) |
| Gaaside Eraldamine | Kõrge läbilaskvus eraldab gaase (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Silikoonkumm, polüimiidid |
| Meditsiinipakendid | Tõkkekiled kaitsevad niiskuse/hapniku eest | Blisterpakendid, ravimipudelid |
| Rehvide Sisekihid | Madal õhu läbilaskvus säilitab rõhku | Halobutüülkumm (30-40 barrerit) |
Veeauru Läbilaskvus (Perm)
Veeauru läbilaskvus mõõdab niiskuse läbilaskvust materjalidest. Kriitilise tähtsusega ehitusteaduses, hallituse, kondensatsiooni ja konstruktsioonikahjustuste ennetamisel.
Valem: WVTR = läbilaskvus × (p₁ - p₂)
WVTR = veeauru läbilaskvuse määr, läbilaskvus = läbilaskvus/paksus, p₁, p₂ = aururõhud mõlemal poolel
Mis on Perm?
US Perm: 1 perm (USA) = 1 graan/(h·ft²·inHg) = 5.72135 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²)
Metric Perm: 1 perm (meetermõõdustik) = 1 g/(Pa·s·m²) = 57.45 perm-tolli (USA)
Märkus: Perm-toll sisaldab paksust; perm on läbilaskvus (juba jagatud paksusega)
Ehitusmaterjalide klassifikatsioonid
| Kategooria | Kirjeldus | Näited: |
|---|---|---|
| Aurutõkked (< 0.1 permi) | Blokeerivad peaaegu kogu niiskuse läbilaskvuse | Polüetüleenkile (0.06 permi), alumiiniumfoolium (0.0 permi), vinüültapeet (0.05 permi) |
| Aurutakistid (0.1-1 permi) | Aeglustavad oluliselt niiskust, kuid ei ole täielik tõke | Õlivärv (0.3 permi), jõupaber (0.4 permi), vineer (0.7 permi) |
| Pool-läbilaskev (1-10 permi) | Võimaldavad mõningast niiskuse läbilaskvust | Lateksvärv (1-5 permi), OSB-plaat (2 permi), ehituspaber (5 permi) |
| Läbilaskev (> 10 permi) | Võimaldavad vabalt niiskuse läbilaskvust | Värvimata kipsplaat (20-50 permi), klaaskiudisolatsioon (>100 permi), majakile (>50 permi) |
Külm kliima: Külmas kliimas lähevad aurutõkked soojale (sise)poolele, et vältida siseruumide niiskuse kondenseerumist külmades seinaõõnsustes.
Kuum niiske kliima: Kuumas ja niiskes kliimas peaksid aurutõkked olema välisküljel VÕI kasutama läbilaskvaid seinu, et võimaldada kuivamist mõlemas suunas.
Kiired Teisendustabelid
Magnetiline Läbilaskvus
| Alates | Kuni |
|---|---|
| 1 H/m | 1,000,000 μH/m |
| 1 H/m | 795,774.7 μᵣ |
| μ₀ (vaakum) | 1.257 × 10⁻⁶ H/m |
| μ₀ (vaakum) | 1.257 μH/m |
| μᵣ = 1000 (raud) | 0.001257 H/m |
Vedeliku Läbilaskvus (Darcy)
| Alates | Kuni |
|---|---|
| 1 darcy | 1,000 millidarcyt (mD) |
| 1 darcy | 9.869 × 10⁻¹³ m² |
| 1 millidarcy | 10⁻⁶ darcyt |
| 1 nanodarcy | 10⁻⁹ darcyt |
| 1 m² | 1.013 × 10¹² darcyt |
Gaasi Läbilaskvus
| Alates | Kuni |
|---|---|
| 1 barrer | 10,000 GPU |
| 1 barrer | 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ barrerit |
| 100 barrerit | Hea tõke |
| > 1000 barrerit | Halb tõke (kõrge läbilaskvus) |
Veeauru Läbilaskvus
| Alates | Kuni |
|---|---|
| 1 perm (USA) | 5.72 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²) |
| 1 perm-toll | 1.459 × 10⁻¹² kg·m/(Pa·s·m²) |
| 1 perm (meetermõõdustik) | 57.45 perm-tolli (USA) |
| < 0.1 permi | Aurutõke |
| > 10 permi | Auru läbilaskev |
Korduma Kippuvad Küsimused
Kas ma saan teisendada darcyt barreriks või permiks?
Ei! Need mõõdavad täiesti erinevaid füüsikalisi omadusi. Vedeliku läbilaskvus (darcy), gaasi läbilaskvus (barrer), auru läbilaskvus (perm) ja magnetiline läbilaskvus (H/m) on neli eraldiseisvat suurust, mida ei saa omavahel teisendada. Kasutage teisendajas kategooriafiltrit.
Miks sõltub gaasi läbilaskvus gaasist?
Erinevatel gaasidel on erinevad molekulide suurused ja koostoimed materjalidega. H₂ ja He läbivad kiiremini kui O₂ või N₂. Täpsustage alati gaas: 'O₂ läbilaskvus = 0.5 barrerit', mitte lihtsalt 'läbilaskvus = 0.5 barrerit'.
Mis vahe on permil ja perm-tollil?
Perm-toll on läbilaskvus (materjali omadus, mis ei sõltu paksusest). Perm on läbilaskvus (sõltub paksusest). Seos: läbilaskvus = läbilaskvus/paksus. Kasutage materjalide võrdlemiseks perm-tolli.
Kuidas naftainsenerid darcyt kasutavad?
Reservuaari läbilaskvus määrab nafta/gaasi vooluhulgad. 100 mD reservuaar võib toota 500 barrelit päevas; 1 mD tihe gaasireservuaar nõuab hüdraulilist purustamist. Kildakivi formatsioonid (1-100 nD) on äärmiselt tihedad.
Miks on suhteline läbilaskvus (μᵣ) mõõtmeteta?
See on suhe, mis võrdleb materjali läbilaskvust vaakumi läbilaskvusega (μ₀). Absoluutse läbilaskvuse saamiseks H/m-s: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ H/m. Raua puhul (μᵣ = 5000), μ = 0.00628 H/m.
Kas kõrge läbilaskvus on alati hea?
Sõltub rakendusest! Kõrge darcy on hea naftapuuraukudele, kuid halb piiramiseks. Kõrge barrer on hea hingavatele kangastele, kuid halb toidupakenditele. Mõelge oma insenertehnilisele eesmärgile: tõke (madal) või vool (kõrge).
Mis määrab hoone aurutõkke paigutuse?
Kliima! Külm kliima vajab aurutõkkeid soojale (sise)poolele, et vältida siseruumide niiskuse kondenseerumist külmades seintes. Kuum ja niiske kliima vajab tõkkeid välisküljele VÕI läbilaskvaid seinu, et võimaldada kuivamist mõlemas suunas. Vale paigutus põhjustab hallitust ja mädanemist.
Millistel materjalidel on kõrgeim/madalaim läbilaskvus?
Magnetiline: Supermalloy (μᵣ~1M) vs vaakum (μᵣ=1). Vedelik: Kruus (>10 D) vs kilt (1 nD). Gaas: Silikoon (3000+ barrerit CO₂ jaoks) vs metalliseeritud kiled (0.001 barrerit). Aur: Klaaskiud (>100 permi) vs alumiiniumfoolium (0 permi).
Täielik Tööriistade Kataloog
Kõik 71 tööriista, mis on UNITSis saadaval