Permeabiliteit Omvormer
Permeabiliteit Converter
Converteer tussen 4 verschillende soorten permeabiliteitseenheden met wetenschappelijke precisie. Magnetische (H/m), vloeistof- (darcy), gas- (barrer) en damppermeabiliteit (perm) meten fundamenteel verschillende fysische eigenschappen en kunnen niet tussen de types worden geconverteerd.
Wat is Permeabiliteit?
Permeabiliteit meet hoe gemakkelijk iets door een materiaal passeert, maar deze eenvoudige definitie verbergt een kritisch feit: er zijn VIER volledig verschillende soorten permeabiliteit in de natuurkunde en techniek, die elk verschillende fysische grootheden meten.
De Vier Soorten Permeabiliteit
Magnetische Permeabiliteit (μ)
Meet hoe gemakkelijk magnetische flux door een materiaal passeert. Relateert magnetische fluxdichtheid (B) aan magnetische veldsterkte (H).
Eenheden: H/m, μH/m, nH/m, relatieve permeabiliteit (μᵣ)
Formule: B = μ × H
Toepassingen: Elektromagneten, transformatoren, magnetische afscherming, inductoren, MRI-machines
Voorbeelden: Vacuüm (μᵣ = 1), IJzer (μᵣ = 5,000), Permalloy (μᵣ = 100,000)
Vloeistofpermeabiliteit (k)
Meet hoe gemakkelijk vloeistoffen (olie, water, gas) door poreuze media zoals gesteente of grond stromen. Cruciaal voor petroleumtechniek.
Eenheden: darcy (D), millidarcy (mD), nanodarcy (nD), m²
Formule: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Toepassingen: Olie-/gasreservoirs, grondwaterstroming, bodemdrainage, gesteentekarakterisering
Voorbeelden: Schalie (1-100 nD), Zandsteen (10-1000 mD), Grind (>10 D)
Gaspermeabiliteit (P)
Meet hoe snel specifieke gassen door polymeren, membranen of verpakkingsmaterialen worden overgedragen. Gebruikt in verpakking en membraanwetenschap.
Eenheden: barrer, GPU (gaspermeatie-eenheid), mol·m/(s·m²·Pa)
Formule: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Toepassingen: Voedselverpakkingen, gas-scheidingsmembranen, beschermende coatings, ruimtepakken
Voorbeelden: HDPE (0,5 barrer voor O₂), Siliconenrubber (600 barrer voor O₂)
Waterdamppermeabiliteit
Meet de vochttransmissiesnelheid door bouwmaterialen, stoffen of verpakkingen. Cruciaal voor vochtbeheersing en bouwwetenschap.
Eenheden: perm, perm-inch, g/(Pa·s·m²)
Formule: WVTR = permeantie × dampspanningsverschil
Toepassingen: Bouwdampremmers, ademende stoffen, vochtbeheer, verpakkingen
Voorbeelden: Polyethyleen (0,06 perm), Multiplex (0,7 perm), Ongeverfde gipsplaat (20-50 perm)
Snelle Feiten
Niet te Converteren Tussen Types
Magnetische permeabiliteit (H/m) ≠ Vloeistofpermeabiliteit (darcy) ≠ Gaspermeabiliteit (barrer) ≠ Damppermeabiliteit (perm). Deze meten verschillende fysica!
Extreem Bereik
Vloeistofpermeabiliteit omspant 21 orden van grootte: van dichte schalie (10⁻⁹ darcy) tot grind (10¹² darcy)
Verwarring over Eenheidsnaam
Het woord 'permeabiliteit' wordt voor alle vier de types gebruikt, maar het zijn compleet verschillende grootheden. Specificeer altijd welk type!
Materiaal Specifiek
Gaspermeabiliteit hangt af van ZOWEL het materiaal ALS het type gas. Zuurstofpermeabiliteit ≠ stikstofpermeabiliteit voor hetzelfde materiaal!
Magnetische Permeabiliteit (μ)
Magnetische permeabiliteit beschrijft hoe een materiaal reageert op een magnetisch veld. Het is de verhouding van magnetische fluxdichtheid (B) tot magnetische veldsterkte (H).
Formule: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = magnetische fluxdichtheid (T), H = magnetische veldsterkte (A/m), μ = permeabiliteit (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (vrije ruimte), μᵣ = relatieve permeabiliteit (dimensieloos)
Materiaalcategorieën
| Type | Relatieve Permeabiliteit | Voorbeelden |
|---|---|---|
| Diamagnetisch | μᵣ < 1 | Bismut (0,999834), Koper (0,999994), Water (0,999991) |
| Paramagnetisch | 1 < μᵣ < 1,01 | Aluminium (1,000022), Platina (1,000265), Lucht (1,0000004) |
| Ferromagnetisch | μᵣ >> 1 | IJzer (5.000), Nikkel (600), Permalloy (100.000) |
Vloeistofpermeabiliteit (Darcy)
Vloeistofpermeabiliteit meet hoe gemakkelijk vloeistoffen door poreus gesteente of grond stromen. De darcy is de standaardeenheid in de petroleumtechniek.
Formule: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = debiet (m³/s), k = permeabiliteit (m²), A = dwarsdoorsnede-oppervlak (m²), ΔP = drukverschil (Pa), μ = vloeistofviscositeit (Pa·s), L = lengte (m)
Wat is een Darcy?
1 darcy is de permeabiliteit die 1 cm³/s vloeistof (viscositeit 1 centipoise) laat stromen door een dwarsdoorsnede van 1 cm² onder een drukgradiënt van 1 atm/cm.
SI-equivalent: 1 darcy = 9,869233 × 10⁻¹³ m²
Permeabiliteitsbereiken in petroleumtechniek
| Categorie | Permeabiliteit | Beschrijving | Voorbeelden: |
|---|---|---|---|
| Ultra-dicht (Schalie) | 1-100 nanodarcy (nD) | Vereist hydraulisch fractureren voor economische productie | Bakken schalie, Marcellus schalie, Eagle Ford schalie |
| Dicht Gas/Olie | 0,001-1 millidarcy (mD) | Uitdagend om te produceren, heeft stimulatie nodig | Dichte zandstenen, sommige carbonaten |
| Conventioneel Reservoir | 1-1000 millidarcy | Goede olie-/gasproductiviteit | De meeste commerciële zandsteen- en carbonaatreservoirs |
| Uitstekend Reservoir | 1-10 darcy | Uitstekende productiviteit | Hoogwaardige zandstenen, gebroken carbonaten |
| Extreem Permeabel | > 10 darcy | Zeer hoge stroomsnelheden | Grind, grof zand, sterk gebroken gesteente |
Gaspermeabiliteit (Barrer)
Gaspermeabiliteit meet hoe snel specifieke gassen door polymeren en membranen worden overgedragen. De barrer is de standaardeenheid, vernoemd naar natuurkundige Richard Barrer.
Formule: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = permeabiliteit (barrer), N = hoeveelheid overgedragen gas (cm³ bij STP), L = materiaaldikte (cm), A = oppervlak (cm²), Δp = drukverschil (cmHg), t = tijd (s)
Wat is een Barrer?
1 barrer = 10⁻¹⁰ cm³(STP)·cm/(s·cm²·cmHg). Dit meet het volume van gas (bij standaard temperatuur en druk) dat door een eenheid dikte per eenheid oppervlak per eenheid tijd per eenheid drukverschil doordringt.
Alternatieve eenheden: 1 barrer = 3,348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
Voorbeeld: Siliconenrubber: H₂ (550 barrer), O₂ (600 barrer), N₂ (280 barrer), CO₂ (3200 barrer)
Toepassingen
| Veld | Toepassing | Voorbeelden |
|---|---|---|
| Voedselverpakking | Lage O₂-permeabiliteit behoudt versheid | EVOH (0,05 barrer), PET (0,05-0,2 barrer) |
| Gas Scheiding | Hoge permeabiliteit scheidt gassen (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Siliconenrubber, polyimiden |
| Medische Verpakking | Barrièrefilms beschermen tegen vocht/zuurstof | Blisterverpakkingen, farmaceutische flessen |
| Bandenvoeringen | Lage luchtpermeabiliteit handhaaft de druk | Halobutylrubber (30-40 barrer) |
Waterdamppermeabiliteit (Perm)
Waterdamppermeabiliteit meet de vochttransmissie door materialen. Cruciaal voor bouwwetenschap, het voorkomen van schimmel, condensatie en structurele schade.
Formule: WVTR = permeantie × (p₁ - p₂)
WVTR = waterdamptransmissiesnelheid, permeantie = permeabiliteit/dikte, p₁, p₂ = dampspanningen aan elke kant
Wat is een Perm?
US Perm: 1 perm (VS) = 1 grain/(h·ft²·inHg) = 5,72135 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²)
Metric Perm: 1 perm (metrisch) = 1 g/(Pa·s·m²) = 57,45 perm-inch (VS)
Opmerking: Perm-inch omvat dikte; perm is permeantie (al gedeeld door dikte)
Classificaties van bouwmaterialen
| Categorie | Beschrijving | Voorbeelden: |
|---|---|---|
| Dampbarrières (< 0,1 perm) | Blokkeren bijna alle vochttransmissie | Polyethyleen folie (0,06 perm), aluminiumfolie (0,0 perm), vinylbehang (0,05 perm) |
| Dampremmers (0,1-1 perm) | Vertragen vocht aanzienlijk, maar zijn geen volledige barrière | Verf op oliebasis (0,3 perm), kraftpapier (0,4 perm), multiplex (0,7 perm) |
| Semi-permeabel (1-10 perm) | Laten enige vochttransmissie toe | Latexverf (1-5 perm), OSB-platen (2 perm), bouwpapier (5 perm) |
| Permeabel (> 10 perm) | Laten vochttransmissie vrijelijk toe | Ongeverfde gipsplaat (20-50 perm), glasvezelisolatie (>100 perm), huisomslag (>50 perm) |
Koud klimaat: In koude klimaten gaan dampbarrières aan de warme (binnen)kant om te voorkomen dat binnenvocht condenseert in koude muurholtes.
Warm vochtig klimaat: In hete, vochtige klimaten moeten dampbarrières aan de buitenkant zitten OF gebruik doorlatende muren om drogen in beide richtingen mogelijk te maken.
Snelle Conversie Tabellen
Magnetische Permeabiliteit
| Van | Tot |
|---|---|
| 1 H/m | 1.000.000 μH/m |
| 1 H/m | 795.774,7 μᵣ |
| μ₀ (vacuüm) | 1,257 × 10⁻⁶ H/m |
| μ₀ (vacuüm) | 1,257 μH/m |
| μᵣ = 1000 (ijzer) | 0,001257 H/m |
Vloeistofpermeabiliteit (Darcy)
| Van | Tot |
|---|---|
| 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 |
Gaspermeabiliteit
| Van | Tot |
|---|---|
| 1 barrer | 10.000 GPU |
| 1 barrer | 3,348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ barrer |
| 100 barrer | Goede barrière |
| > 1000 barrer | Slechte barrière (hoge permeabiliteit) |
Waterdamppermeabiliteit
| Van | Tot |
|---|---|
| 1 perm (VS) | 5,72 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²) |
| 1 perm-inch | 1,459 × 10⁻¹² kg·m/(Pa·s·m²) |
| 1 perm (metrisch) | 57,45 perm-inch (VS) |
| < 0,1 perm | Dampbarrière |
| > 10 perm | Dampdoorlatend |
Veelgestelde Vragen
Kan ik darcy converteren naar barrer of perm?
Nee! Deze meten compleet verschillende fysische eigenschappen. Vloeistofpermeabiliteit (darcy), gaspermeabiliteit (barrer), damppermeabiliteit (perm) en magnetische permeabiliteit (H/m) zijn vier verschillende grootheden die niet tussen elkaar kunnen worden geconverteerd. Gebruik de categoriefilter in de converter.
Waarom hangt de gaspermeabiliteit af van welk gas?
Verschillende gassen hebben verschillende moleculaire groottes en interacties met materialen. H₂ en He doordringen sneller dan O₂ of N₂. Specificeer altijd het gas: 'O₂-permeabiliteit = 0,5 barrer' niet alleen 'permeabiliteit = 0,5 barrer'.
Wat is het verschil tussen perm en perm-inch?
Perm-inch is permeabiliteit (materiaaleigenschap onafhankelijk van dikte). Perm is permeantie (afhankelijk van dikte). Relatie: permeantie = permeabiliteit/dikte. Gebruik perm-inch om materialen te vergelijken.
Hoe gebruiken petroleumingenieurs darcy?
De permeabiliteit van het reservoir bepaalt de stroomsnelheden van olie/gas. Een 100 mD-reservoir kan 500 vaten/dag produceren; een 1 mD-dicht gasreservoir vereist hydraulisch fractureren. Schalieformaties (1-100 nD) zijn extreem dicht.
Waarom is relatieve permeabiliteit (μᵣ) dimensieloos?
Het is een verhouding die de permeabiliteit van een materiaal vergelijkt met de permeabiliteit van vacuüm (μ₀). Om de absolute permeabiliteit in H/m te krijgen: μ = μ₀ × μᵣ = 1,257×10⁻⁶ × μᵣ H/m. Voor ijzer (μᵣ = 5000), μ = 0,00628 H/m.
Is hoge permeabiliteit altijd goed?
Hangt af van de toepassing! Hoge darcy is goed voor oliebronnen maar slecht voor insluiting. Hoge barrer is goed voor ademende stoffen maar slecht voor voedselverpakkingen. Overweeg uw technische doel: barrière (laag) of stroming (hoog).
Wat bepaalt de plaatsing van de dampbarrière in een gebouw?
Klimaat! Koude klimaten hebben dampbarrières aan de warme (binnen)kant nodig om te voorkomen dat binnenvocht condenseert in koude muren. Hete, vochtige klimaten hebben barrières aan de buitenkant nodig OF doorlatende muren om drogen in beide richtingen mogelijk te maken. Verkeerde plaatsing veroorzaakt schimmel en rot.
Welke materialen hebben de hoogste/laagste permeabiliteit?
Magnetisch: Supermalloy (μᵣ~1M) vs vacuüm (μᵣ=1). Vloeistof: Grind (>10 D) vs schalie (1 nD). Gas: Siliconen (3000+ barrer voor CO₂) vs gemetalliseerde films (0,001 barrer). Damp: Glasvezel (>100 perm) vs aluminiumfolie (0 perm).
Volledige Gereedschapslijst
Alle 71 gereedschappen beschikbaar op UNITS