Konverter Permeabilitas
Konverter Permeabilitas
Konversi antara 4 jenis unit permeabilitas yang berbeda dengan presisi ilmiah. Permeabilitas magnetik (H/m), fluida (darcy), gas (barrer), dan uap (perm) mengukur sifat fisik yang secara fundamental berbeda dan tidak dapat dikonversi antar jenis.
Apa itu Permeabilitas?
Permeabilitas mengukur seberapa mudah sesuatu melewati suatu material, tetapi definisi sederhana ini menyembunyikan fakta penting: ada EMPAT jenis permeabilitas yang sama sekali berbeda dalam fisika dan teknik, masing-masing mengukur kuantitas fisik yang berbeda.
Empat Jenis Permeabilitas
Permeabilitas Magnetik (μ)
Mengukur seberapa mudah fluks magnetik melewati suatu material. Menghubungkan densitas fluks magnetik (B) dengan kekuatan medan magnet (H).
Satuan: H/m, μH/m, nH/m, permeabilitas relatif (μᵣ)
Rumus: B = μ × H
Aplikasi: Elektromagnet, transformator, perisai magnetik, induktor, mesin MRI
Contoh: Vakum (μᵣ = 1), Besi (μᵣ = 5,000), Permalloy (μᵣ = 100,000)
Permeabilitas Fluida (k)
Mengukur seberapa mudah fluida (minyak, air, gas) mengalir melalui media berpori seperti batuan atau tanah. Penting untuk teknik perminyakan.
Satuan: darcy (D), millidarcy (mD), nanodarcy (nD), m²
Rumus: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Aplikasi: Reservoir minyak/gas, aliran air tanah, drainase tanah, karakterisasi batuan
Contoh: Serpih (1-100 nD), Batu Pasir (10-1000 mD), Kerikil (>10 D)
Permeabilitas Gas (P)
Mengukur seberapa cepat gas tertentu ditransmisikan melalui polimer, membran, atau bahan kemasan. Digunakan dalam ilmu pengemasan dan membran.
Satuan: barrer, GPU (unit permeasi gas), mol·m/(s·m²·Pa)
Rumus: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Aplikasi: Kemasan makanan, membran pemisahan gas, lapisan pelindung, baju luar angkasa
Contoh: HDPE (0.5 barrer untuk O₂), Karet Silikon (600 barrer untuk O₂)
Permeabilitas Uap Air
Mengukur laju transmisi kelembaban melalui bahan bangunan, kain, atau kemasan. Penting untuk pengendalian kelembaban dan ilmu bangunan.
Satuan: perm, perm-inch, g/(Pa·s·m²)
Rumus: WVTR = permeans × perbedaan tekanan uap
Aplikasi: Penghalang uap bangunan, kain bernapas, manajemen kelembaban, kemasan
Contoh: Polietilen (0.06 perm), Kayu Lapis (0.7 perm), Dinding Gipsum tidak dicat (20-50 perm)
Fakta Singkat
Tidak Dapat Dikonversi Antar Jenis
Permeabilitas magnetik (H/m) ≠ Permeabilitas fluida (darcy) ≠ Permeabilitas gas (barrer) ≠ Permeabilitas uap (perm). Ini mengukur fisika yang berbeda!
Rentang Ekstrem
Permeabilitas fluida mencakup 21 orde besaran: dari serpih padat (10⁻⁹ darcy) hingga kerikil (10¹² darcy)
Kebingungan Nama Unit
Kata 'permeabilitas' digunakan untuk keempat jenis, tetapi mereka adalah kuantitas yang sama sekali berbeda. Selalu tentukan jenisnya!
Spesifik Material
Permeabilitas gas tergantung pada MATERIAL DAN jenis gas. Permeabilitas oksigen ≠ permeabilitas nitrogen untuk material yang sama!
Permeabilitas Magnetik (μ)
Permeabilitas magnetik menggambarkan bagaimana suatu material merespons medan magnet. Ini adalah rasio densitas fluks magnetik (B) terhadap kekuatan medan magnet (H).
Rumus: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = densitas fluks magnetik (T), H = kekuatan medan magnet (A/m), μ = permeabilitas (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (ruang hampa), μᵣ = permeabilitas relatif (tanpa dimensi)
Kategori Material
| Jenis | Permeabilitas Relatif | Contoh |
|---|---|---|
| Diamagnetik | μᵣ < 1 | Bismut (0.999834), Tembaga (0.999994), Air (0.999991) |
| Paramagnetik | 1 < μᵣ < 1.01 | Aluminium (1.000022), Platina (1.000265), Udara (1.0000004) |
| Feromagnetik | μᵣ >> 1 | Besi (5,000), Nikel (600), Permalloy (100,000) |
Permeabilitas Fluida (Darcy)
Permeabilitas fluida mengukur seberapa mudah fluida mengalir melalui batuan atau tanah berpori. Darcy adalah unit standar dalam teknik perminyakan.
Rumus: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = laju alir (m³/s), k = permeabilitas (m²), A = luas penampang (m²), ΔP = perbedaan tekanan (Pa), μ = viskositas fluida (Pa·s), L = panjang (m)
Apa itu Darcy?
1 darcy adalah permeabilitas yang memungkinkan 1 cm³/s fluida (viskositas 1 sentipoise) mengalir melalui penampang 1 cm² di bawah gradien tekanan 1 atm/cm.
Setara SI: 1 darcy = 9.869233 × 10⁻¹³ m²
Rentang permeabilitas dalam teknik perminyakan
| Kategori | Permeabilitas | Deskripsi | Contoh: |
|---|---|---|---|
| Sangat Ketat (Serpih) | 1-100 nanodarcy (nD) | Membutuhkan rekah hidrolik untuk produksi ekonomis | Serpih Bakken, serpih Marcellus, serpih Eagle Ford |
| Gas/Minyak Ketat | 0.001-1 millidarcy (mD) | Sulit diproduksi, membutuhkan stimulasi | Batu pasir ketat, beberapa karbonat |
| Reservoir Konvensional | 1-1000 millidarcy | Produktivitas minyak/gas yang baik | Sebagian besar reservoir batu pasir dan karbonat komersial |
| Reservoir Unggul | 1-10 darcy | Produktivitas yang sangat baik | Batu pasir berkualitas tinggi, karbonat retak |
| Sangat Permeabel | > 10 darcy | Laju alir yang sangat tinggi | Kerikil, pasir kasar, batuan yang sangat retak |
Permeabilitas Gas (Barrer)
Permeabilitas gas mengukur seberapa cepat gas tertentu ditransmisikan melalui polimer dan membran. Barrer adalah unit standar, dinamai menurut fisikawan Richard Barrer.
Rumus: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = permeabilitas (barrer), N = jumlah gas yang ditransmisikan (cm³ pada STP), L = ketebalan material (cm), A = luas (cm²), Δp = perbedaan tekanan (cmHg), t = waktu (s)
Apa itu Barrer?
1 barrer = 10⁻¹⁰ cm³(STP)·cm/(s·cm²·cmHg). Ini mengukur volume gas (pada suhu dan tekanan standar) yang meresap melalui satu unit ketebalan per unit luas per unit waktu per unit perbedaan tekanan.
Satuan alternatif: 1 barrer = 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
Contoh: Karet Silikon: H₂ (550 barrer), O₂ (600 barrer), N₂ (280 barrer), CO₂ (3200 barrer)
Aplikasi
| Bidang | Aplikasi | Contoh |
|---|---|---|
| Kemasan Makanan | Permeabilitas O₂ yang rendah menjaga kesegaran | EVOH (0.05 barrer), PET (0.05-0.2 barrer) |
| Pemisahan Gas | Permeabilitas tinggi memisahkan gas (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Karet Silikon, polimida |
| Kemasan Medis | Film penghalang melindungi dari kelembaban/oksigen | Kemasan blister, botol farmasi |
| Liner Ban | Permeabilitas udara yang rendah menjaga tekanan | Karet halobutil (30-40 barrer) |
Permeabilitas Uap Air (Perm)
Permeabilitas uap air mengukur transmisi kelembaban melalui material. Penting untuk ilmu bangunan, mencegah jamur, kondensasi, dan kerusakan struktural.
Rumus: WVTR = permeans × (p₁ - p₂)
WVTR = laju transmisi uap air, permeans = permeabilitas/ketebalan, p₁, p₂ = tekanan uap di setiap sisi
Apa itu Perm?
US Perm: 1 perm (AS) = 1 grain/(h·ft²·inHg) = 5.72135 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²)
Metric Perm: 1 perm (metrik) = 1 g/(Pa·s·m²) = 57.45 perm-inch (AS)
Catatan: Perm-inch mencakup ketebalan; perm adalah permeans (sudah dibagi dengan ketebalan)
Klasifikasi bahan bangunan
| Kategori | Deskripsi | Contoh: |
|---|---|---|
| Penghalang Uap (< 0.1 perm) | Menghalangi hampir semua transmisi kelembaban | Lembaran polietilen (0.06 perm), foil aluminium (0.0 perm), wallpaper vinil (0.05 perm) |
| Penghambat Uap (0.1-1 perm) | Secara signifikan memperlambat kelembaban, tetapi bukan penghalang total | Cat minyak (0.3 perm), kertas kraft (0.4 perm), kayu lapis (0.7 perm) |
| Semi-Permeabel (1-10 perm) | Memungkinkan beberapa transmisi kelembaban | Cat lateks (1-5 perm), papan OSB (2 perm), kertas bangunan (5 perm) |
| Permeabel (> 10 perm) | Memungkinkan transmisi kelembaban secara bebas | Dinding gipsum tidak dicat (20-50 perm), insulasi fiberglass (>100 perm), pembungkus rumah (>50 perm) |
Iklim dingin: Di iklim dingin, penghalang uap diletakkan di sisi hangat (interior) untuk mencegah kelembaban dalam ruangan mengembun di rongga dinding yang dingin.
Iklim panas lembab: Di iklim panas lembab, penghalang uap harus berada di eksterior ATAU menggunakan dinding permeabel untuk memungkinkan pengeringan di kedua arah.
Tabel Konversi Cepat
Permeabilitas Magnetik
| Dari | Ke |
|---|---|
| 1 H/m | 1,000,000 μH/m |
| 1 H/m | 795,774.7 μᵣ |
| μ₀ (vakum) | 1.257 × 10⁻⁶ H/m |
| μ₀ (vakum) | 1.257 μH/m |
| μᵣ = 1000 (besi) | 0.001257 H/m |
Permeabilitas Fluida (Darcy)
| Dari | Ke |
|---|---|
| 1 darcy | 1,000 millidarcy (mD) |
| 1 darcy | 9.869 × 10⁻¹³ m² |
| 1 millidarcy | 10⁻⁶ darcy |
| 1 nanodarcy | 10⁻⁹ darcy |
| 1 m² | 1.013 × 10¹² darcy |
Permeabilitas Gas
| Dari | Ke |
|---|---|
| 1 barrer | 10,000 GPU |
| 1 barrer | 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ barrer |
| 100 barrer | Penghalang yang baik |
| > 1000 barrer | Penghalang yang buruk (permeabilitas tinggi) |
Permeabilitas Uap Air
| Dari | Ke |
|---|---|
| 1 perm (AS) | 5.72 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²) |
| 1 perm-inch | 1.459 × 10⁻¹² kg·m/(Pa·s·m²) |
| 1 perm (metrik) | 57.45 perm-inch (AS) |
| < 0.1 perm | Penghalang uap |
| > 10 perm | Permeabel uap |
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Bisakah saya mengonversi darcy ke barrer atau perm?
Tidak! Ini mengukur sifat fisik yang sama sekali berbeda. Permeabilitas fluida (darcy), permeabilitas gas (barrer), permeabilitas uap (perm), dan permeabilitas magnetik (H/m) adalah empat kuantitas berbeda yang tidak dapat dikonversi satu sama lain. Gunakan filter kategori di konverter.
Mengapa permeabilitas gas bergantung pada gasnya?
Gas yang berbeda memiliki ukuran molekul dan interaksi yang berbeda dengan material. H₂ dan He meresap lebih cepat daripada O₂ atau N₂. Selalu sebutkan gasnya: 'permeabilitas O₂ = 0.5 barrer' bukan hanya 'permeabilitas = 0.5 barrer'.
Apa perbedaan antara perm dan perm-inch?
Perm-inch adalah permeabilitas (sifat material yang tidak bergantung pada ketebalan). Perm adalah permeans (tergantung pada ketebalan). Hubungan: permeans = permeabilitas/ketebalan. Gunakan perm-inch untuk membandingkan material.
Bagaimana insinyur perminyakan menggunakan darcy?
Permeabilitas reservoir menentukan laju alir minyak/gas. Reservoir 100 mD mungkin menghasilkan 500 barel/hari; reservoir gas ketat 1 mD memerlukan rekah hidrolik. Formasi serpih (1-100 nD) sangat ketat.
Mengapa permeabilitas relatif (μᵣ) tidak berdimensi?
Ini adalah rasio yang membandingkan permeabilitas suatu material dengan permeabilitas vakum (μ₀). Untuk mendapatkan permeabilitas absolut dalam H/m: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ H/m. Untuk besi (μᵣ = 5000), μ = 0.00628 H/m.
Apakah permeabilitas tinggi selalu baik?
Tergantung pada aplikasinya! Darcy tinggi baik untuk sumur minyak tetapi buruk untuk penahanan. Barrer tinggi baik untuk kain bernapas tetapi buruk untuk kemasan makanan. Pertimbangkan tujuan rekayasa Anda: penghalang (rendah) atau aliran (tinggi).
Apa yang menentukan penempatan penghalang uap bangunan?
Iklim! Iklim dingin membutuhkan penghalang uap di sisi hangat (interior) untuk mencegah kelembaban dalam ruangan mengembun di dinding yang dingin. Iklim panas lembab membutuhkan penghalang di eksterior ATAU dinding permeabel untuk memungkinkan pengeringan kedua arah. Penempatan yang salah menyebabkan jamur dan pembusukan.
Material apa yang memiliki permeabilitas tertinggi/terendah?
Magnetik: Supermalloy (μᵣ~1M) vs. vakum (μᵣ=1). Fluida: Kerikil (>10 D) vs. serpih (1 nD). Gas: Silikon (3000+ barrer untuk CO₂) vs. film metalisasi (0.001 barrer). Uap: Fiberglass (>100 perm) vs. foil aluminium (0 perm).
Direktori Alat Lengkap
Semua 71 alat yang tersedia di UNITS