पारगम्यता परिवर्तक
पारगम्यता परिवर्तक
वैज्ञानिक सटीकता के साथ 4 विशिष्ट प्रकार की पारगम्यता इकाइयों के बीच रूपांतरण करें। चुंबकीय (H/m), द्रव (डार्सी), गैस (बैरर), और वाष्प (पर्म) पारगम्यता मौलिक रूप से भिन्न भौतिक गुणों को मापते हैं और प्रकारों के बीच परिवर्तित नहीं किए जा सकते हैं।
पारगम्यता क्या है?
पारगम्यता मापती है कि कोई चीज़ किसी सामग्री से कितनी आसानी से गुजरती है, लेकिन यह सरल परिभाषा एक महत्वपूर्ण तथ्य को छिपाती है: भौतिकी और इंजीनियरिंग में चार पूरी तरह से अलग प्रकार की पारगम्यता होती है, जिनमें से प्रत्येक अलग-अलग भौतिक राशियों को मापता है।
चार प्रकार की पारगम्यता
चुंबकीय पारगम्यता (μ)
मापता है कि चुंबकीय प्रवाह किसी सामग्री से कितनी आसानी से गुजरता है। चुंबकीय प्रवाह घनत्व (B) को चुंबकीय क्षेत्र की ताकत (H) से संबंधित करता है।
इकाइयाँ: H/m, μH/m, nH/m, सापेक्ष पारगम्यता (μᵣ)
सूत्र: B = μ × H
अनुप्रयोग: विद्युत चुंबक, ट्रांसफार्मर, चुंबकीय परिरक्षण, प्रेरक, एमआरआई मशीनें
उदाहरण: निर्वात (μᵣ = 1), लोहा (μᵣ = 5,000), परमलोय (μᵣ = 100,000)
द्रव पारगम्यता (k)
मापता है कि तरल पदार्थ (तेल, पानी, गैस) चट्टान या मिट्टी जैसे झरझरा मीडिया के माध्यम से कितनी आसानी से बहते हैं। पेट्रोलियम इंजीनियरिंग के लिए महत्वपूर्ण।
इकाइयाँ: डार्सी (D), मिलिडार्सी (mD), नैनोडार्सी (nD), m²
सूत्र: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
अनुप्रयोग: तेल/गैस जलाशय, भूजल प्रवाह, मिट्टी की जल निकासी, चट्टान का लक्षण वर्णन
उदाहरण: शेल (1-100 nD), बलुआ पत्थर (10-1000 mD), बजरी (>10 D)
गैस पारगम्यता (P)
मापता है कि विशिष्ट गैसें पॉलिमर, झिल्ली, या पैकेजिंग सामग्री के माध्यम से कितनी जल्दी संचारित होती हैं। पैकेजिंग और झिल्ली विज्ञान में उपयोग किया जाता है।
इकाइयाँ: बैरर, GPU (गैस पारगम्यता इकाई), mol·m/(s·m²·Pa)
सूत्र: P = (N × L) / (A × Δp × t)
अनुप्रयोग: खाद्य पैकेजिंग, गैस पृथक्करण झिल्ली, सुरक्षात्मक कोटिंग्स, अंतरिक्ष सूट
उदाहरण: एचडीपीई (O₂ के लिए 0.5 बैरर), सिलिकॉन रबर (O₂ के लिए 600 बैरर)
जल वाष्प पारगम्यता
निर्माण सामग्री, कपड़ों, या पैकेजिंग के माध्यम से नमी संचरण दर को मापता है। नमी नियंत्रण और भवन विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण।
इकाइयाँ: पर्म, पर्म-इंच, g/(Pa·s·m²)
सूत्र: WVTR = पारगम्यता × वाष्प दबाव अंतर
अनुप्रयोग: बिल्डिंग वाष्प अवरोध, सांस लेने वाले कपड़े, नमी प्रबंधन, पैकेजिंग
उदाहरण: पॉलीइथाइलीन (0.06 पर्म), प्लाइवुड (0.7 पर्म), बिना पेंट की हुई ड्राईवॉल (20-50 पर्म)
त्वरित तथ्य
प्रकारों के बीच परिवर्तित नहीं किया जा सकता
चुंबकीय पारगम्यता (H/m) ≠ द्रव पारगम्यता (डार्सी) ≠ गैस पारगम्यता (बैरर) ≠ वाष्प पारगम्यता (पर्म)। ये अलग-अलग भौतिकी को मापते हैं!
अत्यधिक रेंज
द्रव पारगम्यता 21 परिमाण के क्रमों तक फैली हुई है: तंग शेल (10⁻⁹ डार्सी) से बजरी (10¹² डार्सी) तक
इकाई नाम में भ्रम
शब्द 'पारगम्यता' का उपयोग सभी चार प्रकारों के लिए किया जाता है, लेकिन वे पूरी तरह से अलग मात्राएँ हैं। हमेशा निर्दिष्ट करें कि कौन सा प्रकार है!
सामग्री विशिष्ट
गैस पारगम्यता सामग्री और गैस प्रकार दोनों पर निर्भर करती है। उसी सामग्री के लिए ऑक्सीजन पारगम्यता ≠ नाइट्रोजन पारगम्यता!
चुंबकीय पारगम्यता (μ)
चुंबकीय पारगम्यता बताती है कि कोई सामग्री चुंबकीय क्षेत्र पर कैसे प्रतिक्रिया करती है। यह चुंबकीय प्रवाह घनत्व (B) और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत (H) का अनुपात है।
सूत्र: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = चुंबकीय प्रवाह घनत्व (T), H = चुंबकीय क्षेत्र की ताकत (A/m), μ = पारगम्यता (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (मुक्त स्थान), μᵣ = सापेक्ष पारगम्यता (आयाम रहित)
सामग्री श्रेणियाँ
| प्रकार | सापेक्ष पारगम्यता | उदाहरण |
|---|---|---|
| प्रतिचुंबकीय | μᵣ < 1 | बिस्मथ (0.999834), तांबा (0.999994), पानी (0.999991) |
| अनुचुंबकीय | 1 < μᵣ < 1.01 | एल्यूमीनियम (1.000022), प्लैटिनम (1.000265), वायु (1.0000004) |
| लौहचुंबकीय | μᵣ >> 1 | लोहा (5,000), निकल (600), परमलोय (100,000) |
द्रव पारगम्यता (डार्सी)
द्रव पारगम्यता मापती है कि तरल पदार्थ झरझरा चट्टान या मिट्टी के माध्यम से कितनी आसानी से बहते हैं। डार्सी पेट्रोलियम इंजीनियरिंग में मानक इकाई है।
सूत्र: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = प्रवाह दर (m³/s), k = पारगम्यता (m²), A = अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (m²), ΔP = दबाव अंतर (Pa), μ = द्रव श्यानता (Pa·s), L = लंबाई (m)
डार्सी क्या है?
1 डार्सी वह पारगम्यता है जो 1 सेमी³/सेकंड तरल (1 सेंटीपॉइज़ श्यानता) को 1 सेमी² अनुप्रस्थ काट के माध्यम से 1 एटीएम/सेमी दबाव प्रवणता के तहत बहने की अनुमति देती है।
SI समतुल्य: 1 darcy = 9.869233 × 10⁻¹³ m²
पेट्रोलियम इंजीनियरिंग में पारगम्यता श्रेणियाँ
| श्रेणी | पारगम्यता | विवरण | उदाहरण: |
|---|---|---|---|
| अति-तंग (शेल) | 1-100 नैनोडार्सी (nD) | आर्थिक उत्पादन के लिए हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग की आवश्यकता होती है | बक्कन शेल, मार्सेलस शेल, ईगल फोर्ड शेल |
| तंग गैस/तेल | 0.001-1 मिलिडार्सी (mD) | उत्पादन करना चुनौतीपूर्ण, उत्तेजना की आवश्यकता है | तंग बलुआ पत्थर, कुछ कार्बोनेट |
| पारंपरिक जलाशय | 1-1000 मिलिडार्सी | अच्छी तेल/गैस उत्पादकता | अधिकांश वाणिज्यिक बलुआ पत्थर और कार्बोनेट जलाशय |
| उत्कृष्ट जलाशय | 1-10 डार्सी | उत्कृष्ट उत्पादकता | उच्च गुणवत्ता वाले बलुआ पत्थर, खंडित कार्बोनेट |
| अत्यधिक पारगम्य | > 10 डार्सी | बहुत उच्च प्रवाह दर | बजरी, मोटी रेत, अत्यधिक खंडित चट्टान |
गैस पारगम्यता (बैरर)
गैस पारगम्यता मापती है कि विशिष्ट गैसें पॉलिमर और झिल्लियों के माध्यम से कितनी जल्दी संचारित होती हैं। बैरर मानक इकाई है, जिसका नाम भौतिक विज्ञानी रिचर्ड बैरर के नाम पर रखा गया है।
सूत्र: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = पारगम्यता (बैरर), N = संचारित गैस की मात्रा (एसटीपी पर सेमी³), L = सामग्री की मोटाई (सेमी), A = क्षेत्रफल (सेमी²), Δp = दबाव अंतर (सेमीएचजी), t = समय (सेकंड)
बैरर क्या है?
1 बैरर = 10⁻¹⁰ सेमी³(एसटीपी)·सेमी/(सेकंड·सेमी²·सेमीएचजी)। यह गैस की मात्रा (मानक तापमान और दबाव पर) को मापता है जो प्रति इकाई मोटाई, प्रति इकाई क्षेत्रफल, प्रति इकाई समय, प्रति इकाई दबाव अंतर पर पारगम्य होती है।
वैकल्पिक इकाइयाँ: 1 barrer = 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
उदाहरण: सिलिकॉन रबर: H₂ (550 बैरर), O₂ (600 बैरर), N₂ (280 बैरर), CO₂ (3200 बैरर)
अनुप्रयोग
| क्षेत्र | अनुप्रयोग | उदाहरण |
|---|---|---|
| खाद्य पैकेजिंग | कम O₂ पारगम्यता ताजगी बनाए रखती है | ईवीओएच (0.05 बैरर), पीईटी (0.05-0.2 बैरर) |
| गैस पृथक्करण | उच्च पारगम्यता गैसों को अलग करती है (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | सिलिकॉन रबर, पॉलीमाइड्स |
| चिकित्सा पैकेजिंग | अवरोधक फिल्में नमी/ऑक्सीजन से बचाती हैं | ब्लिस्टर पैक, दवा की बोतलें |
| टायर लाइनर | कम वायु पारगम्यता दबाव बनाए रखती है | हेलोब्यूटाइल रबर (30-40 बैरर) |
जल वाष्प पारगम्यता (पर्म)
जल वाष्प पारगम्यता सामग्री के माध्यम से नमी संचरण को मापती है। भवन विज्ञान, फफूंद, संघनन और संरचनात्मक क्षति को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।
सूत्र: WVTR = पारगम्यता × (p₁ - p₂)
WVTR = जल वाष्प संचरण दर, पारगम्यता = पारगम्यता/मोटाई, p₁, p₂ = प्रत्येक तरफ वाष्प दबाव
पर्म क्या है?
US Perm: 1 पर्म (यूएस) = 1 ग्रेन/(घंटा·फीट²·इंचएचजी) = 5.72135 × 10⁻¹¹ किग्रा/(Pa·s·m²)
Metric Perm: 1 पर्म (मीट्रिक) = 1 ग्राम/(Pa·s·m²) = 57.45 पर्म-इंच (यूएस)
नोट: पर्म-इंच में मोटाई शामिल है; पर्म पारगम्यता है (पहले से ही मोटाई से विभाजित)
निर्माण सामग्री वर्गीकरण
| श्रेणी | विवरण | उदाहरण: |
|---|---|---|
| वाष्प अवरोधक (< 0.1 पर्म) | लगभग सभी नमी संचरण को रोकते हैं | पॉलीइथाइलीन शीटिंग (0.06 पर्म), एल्यूमीनियम पन्नी (0.0 पर्म), विनाइल वॉलपेपर (0.05 पर्म) |
| वाष्प मंदक (0.1-1 पर्म) | नमी को काफी धीमा करते हैं, लेकिन पूर्ण अवरोधक नहीं हैं | तेल आधारित पेंट (0.3 पर्म), क्राफ्ट पेपर (0.4 पर्म), प्लाइवुड (0.7 पर्म) |
| अर्ध-पारगम्य (1-10 पर्म) | कुछ नमी संचरण की अनुमति देते हैं | लेटेक्स पेंट (1-5 पर्म), ओएसबी शीथिंग (2 पर्म), बिल्डिंग पेपर (5 पर्म) |
| पारगम्य (> 10 पर्म) | नमी संचरण को स्वतंत्र रूप से अनुमति देते हैं | बिना पेंट की हुई ड्राईवॉल (20-50 पर्म), फाइबरग्लास इन्सुलेशन (>100 पर्म), हाउस रैप (>50 पर्म) |
ठंडी जलवायु: ठंडी जलवायु में, वाष्प अवरोधक गर्म (आंतरिक) तरफ जाते हैं ताकि ठंडी दीवार गुहाओं में इनडोर नमी को संघनित होने से रोका जा सके।
गर्म आर्द्र जलवायु: गर्म आर्द्र जलवायु में, वाष्प अवरोधक बाहरी तरफ होने चाहिए या दोनों दिशाओं में सुखाने की अनुमति देने के लिए पारगम्य दीवारों का उपयोग करना चाहिए।
त्वरित रूपांतरण सारणी
चुंबकीय पारगम्यता
| से | तक |
|---|---|
| 1 H/m | 1,000,000 μH/m |
| 1 H/m | 795,774.7 μᵣ |
| μ₀ (निर्वात) | 1.257 × 10⁻⁶ H/m |
| μ₀ (निर्वात) | 1.257 μH/m |
| μᵣ = 1000 (लोहा) | 0.001257 H/m |
द्रव पारगम्यता (डार्सी)
| से | तक |
|---|---|
| 1 डार्सी | 1,000 मिलिडार्सी (mD) |
| 1 डार्सी | 9.869 × 10⁻¹³ m² |
| 1 मिलिडार्सी | 10⁻⁶ डार्सी |
| 1 नैनोडार्सी | 10⁻⁹ डार्सी |
| 1 m² | 1.013 × 10¹² डार्सी |
गैस पारगम्यता
| से | तक |
|---|---|
| 1 बैरर | 10,000 GPU |
| 1 बैरर | 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ बैरर |
| 100 बैरर | अच्छा अवरोधक |
| > 1000 बैरर | खराब अवरोधक (उच्च पारगम्यता) |
जल वाष्प पारगम्यता
| से | तक |
|---|---|
| 1 पर्म (यूएस) | 5.72 × 10⁻¹¹ किग्रा/(Pa·s·m²) |
| 1 पर्म-इंच | 1.459 × 10⁻¹² किग्रा·मी/(Pa·s·m²) |
| 1 पर्म (मीट्रिक) | 57.45 पर्म-इंच (यूएस) |
| < 0.1 पर्म | वाष्प अवरोधक |
| > 10 पर्म | वाष्प पारगम्य |
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
क्या मैं डार्सी को बैरर या पर्म में बदल सकता हूँ?
नहीं! ये पूरी तरह से अलग भौतिक गुणों को मापते हैं। द्रव पारगम्यता (डार्सी), गैस पारगम्यता (बैरर), वाष्प पारगम्यता (पर्म), और चुंबकीय पारगम्यता (H/m) चार अलग-अलग मात्राएँ हैं जिन्हें एक-दूसरे के बीच परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। परिवर्तक में श्रेणी फ़िल्टर का उपयोग करें।
गैस पारगम्यता किस गैस पर निर्भर करती है?
विभिन्न गैसों में विभिन्न आणविक आकार और सामग्रियों के साथ अंतःक्रिया होती है। H₂ और He, O₂ या N₂ की तुलना में तेजी से पारगम्य होते हैं। हमेशा गैस निर्दिष्ट करें: 'O₂ पारगम्यता = 0.5 बैरर' न कि केवल 'पारगम्यता = 0.5 बैरर'।
पर्म और पर्म-इंच में क्या अंतर है?
पर्म-इंच पारगम्यता (मोटाई से स्वतंत्र सामग्री गुण) है। पर्म पारगम्यता (मोटाई पर निर्भर) है। संबंध: पारगम्यता = पारगम्यता/मोटाई। सामग्री की तुलना के लिए पर्म-इंच का उपयोग करें।
पेट्रोलियम इंजीनियर डार्सी का उपयोग कैसे करते हैं?
जलाशय की पारगम्यता तेल/गैस प्रवाह दर निर्धारित करती है। 100 mD का जलाशय प्रति दिन 500 बैरल का उत्पादन कर सकता है; 1 mD के तंग गैस जलाशय को हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग की आवश्यकता होती है। शेल संरचनाएं (1-100 nD) अत्यंत तंग होती हैं।
सापेक्ष पारगम्यता (μᵣ) आयाम रहित क्यों है?
यह एक अनुपात है जो किसी सामग्री की पारगम्यता की तुलना निर्वात की पारगम्यता (μ₀) से करता है। H/m में पूर्ण पारगम्यता प्राप्त करने के लिए: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ H/m। लोहे के लिए (μᵣ = 5000), μ = 0.00628 H/m।
क्या उच्च पारगम्यता हमेशा अच्छी होती है?
यह आवेदन पर निर्भर करता है! तेल के कुओं के लिए उच्च डार्सी अच्छा है लेकिन रोकथाम के लिए खराब है। सांस लेने वाले कपड़ों के लिए उच्च बैरर अच्छा है लेकिन खाद्य पैकेजिंग के लिए खराब है। अपने इंजीनियरिंग लक्ष्य पर विचार करें: अवरोध (कम) या प्रवाह (उच्च)।
एक भवन के वाष्प अवरोधक का स्थान क्या निर्धारित करता है?
जलवायु! ठंडी जलवायु को गर्म (आंतरिक) तरफ वाष्प अवरोधकों की आवश्यकता होती है ताकि ठंडी दीवारों में इनडोर नमी को संघनित होने से रोका जा सके। गर्म आर्द्र जलवायु को बाहरी तरफ अवरोधकों या दोनों तरह से सुखाने की अनुमति देने के लिए पारगम्य दीवारों की आवश्यकता होती है। गलत प्लेसमेंट फफूंद और सड़ांध का कारण बनता है।
किन सामग्रियों में उच्चतम/न्यूनतम पारगम्यता होती है?
चुंबकीय: सुपरमलोय (μᵣ~1M) बनाम निर्वात (μᵣ=1)। द्रव: बजरी (>10 D) बनाम शेल (1 nD)। गैस: सिलिकॉन (CO₂ के लिए 3000+ बैरर) बनाम धातुयुक्त फिल्में (0.001 बैरर)। वाष्प: फाइबरग्लास (>100 पर्म) बनाम एल्यूमीनियम पन्नी (0 पर्म)।
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