Pretvornik Prepustnosti
Pretvornik Prepustnosti
Pretvarjajte med 4 različnimi vrstami enot za prepustnost z znanstveno natančnostjo. Magnetna (H/m), tekočinska (darcy), plinska (barrer) in parna (perm) prepustnost merijo bistveno različne fizikalne lastnosti in jih ni mogoče pretvarjati med vrstami.
Kaj je Prepustnost?
Prepustnost meri, kako enostavno nekaj prehaja skozi material, vendar ta preprosta definicija skriva ključno dejstvo: v fiziki in inženirstvu obstajajo ŠTIRI popolnoma različne vrste prepustnosti, vsaka pa meri različne fizikalne količine.
Štiri Vrste Prepustnosti
Magnetna Prepustnost (μ)
Meri, kako enostavno magnetni pretok prehaja skozi material. Povezuje gostoto magnetnega pretoka (B) z jakostjo magnetnega polja (H).
Enote: H/m, μH/m, nH/m, relativna prepustnost (μᵣ)
Formula: B = μ × H
Aplikacije: Elektromagneti, transformatorji, magnetno oklopljenje, induktorji, MRI naprave
Primeri: Vakuum (μᵣ = 1), Železo (μᵣ = 5,000), Permaloj (μᵣ = 100,000)
Tekočinska Prepustnost (k)
Meri, kako enostavno tekočine (nafta, voda, plin) tečejo skozi porozne medije, kot so kamnine ali tla. Ključno za naftno inženirstvo.
Enote: darcy (D), millidarcy (mD), nanodarcy (nD), m²
Formula: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Aplikacije: Naftna/plinska nahajališča, pretok podzemne vode, drenaža tal, karakterizacija kamnin
Primeri: Skrilavec (1-100 nD), Peščenjak (10-1000 mD), Prodniki (>10 D)
Plinska Prepustnost (P)
Meri, kako hitro določeni plini prehajajo skozi polimere, membrane ali embalažne materiale. Uporablja se v embalaži in znanosti o membranah.
Enote: barrer, GPU (enota za prepustnost plina), mol·m/(s·m²·Pa)
Formula: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Aplikacije: Embalaža za živila, membrane za ločevanje plinov, zaščitni premazi, vesoljske obleke
Primeri: HDPE (0.5 barrer za O₂), Silikonska guma (600 barrer za O₂)
Prepustnost za Vodno Paro
Meri hitrost prehoda vlage skozi gradbene materiale, tkanine ali embalažo. Ključno za nadzor vlage in gradbeno znanost.
Enote: perm, perm-inch, g/(Pa·s·m²)
Formula: WVTR = prepustnost × razlika v parnem tlaku
Aplikacije: Gradbene parne zapore, zračne tkanine, upravljanje vlage, embalaža
Primeri: Polietilen (0.06 perm), Vezan les (0.7 perm), Nepobarvana mavčna plošča (20-50 perm)
Hitra Dejstva
Ni Mogoče Pretvarjati Med Vrstami
Magnetna prepustnost (H/m) ≠ Tekočinska prepustnost (darcy) ≠ Plinska prepustnost (barrer) ≠ Parna prepustnost (perm). Te merijo različne fizikalne pojave!
Ekstremno Območje
Tekočinska prepustnost se razteza čez 21 redov velikosti: od gostega skrilavca (10⁻⁹ darcy) do prodnikov (10¹² darcy)
Zmeda pri Imenih Enot
Beseda 'prepustnost' se uporablja za vse štiri vrste, vendar so to popolnoma različne količine. Vedno navedite, katero vrsto!
Specifično za Material
Plinska prepustnost je odvisna tako od materiala kot od vrste plina. Prepustnost za kisik ≠ prepustnost za dušik za isti material!
Magnetna Prepustnost (μ)
Magnetna prepustnost opisuje, kako se material odziva na magnetno polje. Je razmerje med gostoto magnetnega pretoka (B) in jakostjo magnetnega polja (H).
Formula: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = gostota magnetnega pretoka (T), H = jakost magnetnega polja (A/m), μ = prepustnost (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (prosti prostor), μᵣ = relativna prepustnost (brezdimenzijska)
Kategorije Materialov
| Vrsta | Relativna Prepustnost | Primeri |
|---|---|---|
| Diamagnetni | μᵣ < 1 | Bizmut (0.999834), Baker (0.999994), Voda (0.999991) |
| Paramagnetni | 1 < μᵣ < 1.01 | Aluminij (1.000022), Platina (1.000265), Zrak (1.0000004) |
| Feromagnetni | μᵣ >> 1 | Železo (5,000), Nikelj (600), Permaloj (100,000) |
Tekočinska Prepustnost (Darcy)
Tekočinska prepustnost meri, kako enostavno tekočine tečejo skozi porozne kamnine ali tla. Darcy je standardna enota v naftnem inženirstvu.
Formula: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = pretok (m³/s), k = prepustnost (m²), A = presek (m²), ΔP = tlačna razlika (Pa), μ = viskoznost tekočine (Pa·s), L = dolžina (m)
Kaj je Darcy?
1 darcy je prepustnost, ki omogoča pretok 1 cm³/s tekočine (viskoznosti 1 centipoise) skozi presek 1 cm² pod tlačnim gradientom 1 atm/cm.
SI ekvivalent: 1 darcy = 9.869233 × 10⁻¹³ m²
Obsegi prepustnosti v naftnem inženirstvu
| Kategorija | Prepustnost | Opis | Primeri: |
|---|---|---|---|
| Izjemno neprepusten (Skrilavec) | 1-100 nanodarcy (nD) | Zahteva hidravlično frakturiranje za ekonomično proizvodnjo | Bakken skrilavec, Marcellus skrilavec, Eagle Ford skrilavec |
| Neprepusten Plin/Nafta | 0.001-1 millidarcy (mD) | Težko za proizvodnjo, potrebuje stimulacijo | Neprepustni peščenjaki, nekateri karbonati |
| Konvencionalni Rezervoar | 1-1000 millidarcy | Dobra produktivnost nafte/plina | Večina komercialnih peščenjakovih in karbonatnih rezervoarjev |
| Odličen Rezervoar | 1-10 darcy | Odlična produktivnost | Visokokakovostni peščenjaki, razpokani karbonati |
| Izjemno Prepusten | > 10 darcy | Zelo visoki pretoki | Prodniki, grob pesek, močno razpokane kamnine |
Plinska Prepustnost (Barrer)
Plinska prepustnost meri, kako hitro določeni plini prehajajo skozi polimere in membrane. Barrer je standardna enota, imenovana po fiziku Richardu Barrerju.
Formula: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = prepustnost (barrer), N = količina prepuščenega plina (cm³ pri STP), L = debelina materiala (cm), A = površina (cm²), Δp = tlačna razlika (cmHg), t = čas (s)
Kaj je Barrer?
1 barrer = 10⁻¹⁰ cm³(STP)·cm/(s·cm²·cmHg). To meri volumen plina (pri standardni temperaturi in tlaku), ki preide skozi enoto debeline na enoto površine na enoto časa na enoto tlačne razlike.
Alternativne enote: 1 barrer = 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
Primer: Silikonska guma: H₂ (550 barrer), O₂ (600 barrer), N₂ (280 barrer), CO₂ (3200 barrer)
Uporaba
| Področje | Uporaba | Primeri |
|---|---|---|
| Embalaža za Živila | Nizka prepustnost za O₂ ohranja svežino | EVOH (0.05 barrer), PET (0.05-0.2 barrer) |
| Ločevanje Plinov | Visoka prepustnost ločuje pline (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Silikonska guma, poliimidi |
| Medicinska Embalaža | Zaščitne folije ščitijo pred vlago/kisikom | Pretisni omoti, farmacevtske stekleničke |
| Podloge Pnevmatik | Nizka prepustnost zraka ohranja tlak | Halobutilna guma (30-40 barrer) |
Prepustnost za Vodno Paro (Perm)
Prepustnost za vodno paro meri prehod vlage skozi materiale. Je ključnega pomena za gradbeno znanost, preprečevanje plesni, kondenzacije in strukturnih poškodb.
Formula: WVTR = prepustnost × (p₁ - p₂)
WVTR = hitrost prehoda vodne pare, prepustnost = prepustnost/debelina, p₁, p₂ = parni tlaki na vsaki strani
Kaj je Perm?
US Perm: 1 perm (ZDA) = 1 grain/(h·ft²·inHg) = 5.72135 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²)
Metric Perm: 1 perm (metrični) = 1 g/(Pa·s·m²) = 57.45 perm-inch (ZDA)
Opomba: Perm-inch vključuje debelino; perm je prepustnost (že deljeno z debelino)
Klasifikacije gradbenih materialov
| Kategorija | Opis | Primeri: |
|---|---|---|
| Parne Zapore (< 0.1 perm) | Blokirajo skoraj ves prehod vlage | Polietilenska folija (0.06 perm), aluminijasta folija (0.0 perm), vinilna tapeta (0.05 perm) |
| Parne Ovire (0.1-1 perm) | Znatno upočasnijo vlago, vendar niso popolna zapora | Oljna barva (0.3 perm), kraft papir (0.4 perm), vezan les (0.7 perm) |
| Polprepustni (1-10 perm) | Dovoljujejo nekaj prehoda vlage | Lateks barva (1-5 perm), OSB plošče (2 perm), gradbeni papir (5 perm) |
| Prepustni (> 10 perm) | Prosto dovoljujejo prehod vlage | Nepobarvana mavčna plošča (20-50 perm), izolacija iz steklenih vlaken (>100 perm), hišna folija (>50 perm) |
Hladno podnebje: V hladnih podnebjih so parne zapore na topli (notranji) strani, da se prepreči kondenzacija notranje vlage v hladnih stenskih votlinah.
Vroče vlažno podnebje: V vročih vlažnih podnebjih naj bi bile parne zapore na zunanji strani ALI uporabljajte prepustne stene, da omogočite sušenje v obe smeri.
Hitre Pretvorbene Tabele
Magnetna Prepustnost
| 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 (železo) | 0.001257 H/m |
Tekočinska Prepustnost (Darcy)
| Od | Do |
|---|---|
| 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 |
Plinska Prepustnost
| Od | Do |
|---|---|
| 1 barrer | 10,000 GPU |
| 1 barrer | 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ barrer |
| 100 barrer | Dobra zapora |
| > 1000 barrer | Slaba zapora (visoka prepustnost) |
Prepustnost za Vodno Paro
| Od | Do |
|---|---|
| 1 perm (ZDA) | 5.72 × 10⁻¹¹ kg/(Pa·s·m²) |
| 1 perm-inch | 1.459 × 10⁻¹² kg·m/(Pa·s·m²) |
| 1 perm (metrični) | 57.45 perm-inch (ZDA) |
| < 0.1 perm | Parna zapora |
| > 10 perm | Paroprepusten |
Pogosto Zastavljena Vprašanja
Ali lahko pretvorim darcy v barrer ali perm?
Ne! Te merijo popolnoma različne fizikalne lastnosti. Tekočinska prepustnost (darcy), plinska prepustnost (barrer), parna prepustnost (perm) in magnetna prepustnost (H/m) so štiri različne količine, ki jih ni mogoče pretvarjati med seboj. Uporabite filter kategorij v pretvorniku.
Zakaj je plinska prepustnost odvisna od plina?
Različni plini imajo različne velikosti molekul in interakcije z materiali. H₂ in He prehajata hitreje kot O₂ ali N₂. Vedno navedite plin: 'prepustnost O₂ = 0.5 barrer' in ne samo 'prepustnost = 0.5 barrer'.
Kakšna je razlika med perm in perm-inch?
Perm-inch je prepustnost (lastnost materiala, neodvisna od debeline). Perm je prepustnost (odvisna od debeline). Povezava: prepustnost = prepustnost/debelina. Uporabite perm-inch za primerjavo materialov.
Kako naftni inženirji uporabljajo darcy?
Prepustnost rezervoarja določa pretoke nafte/plina. 100 mD rezervoar lahko proizvede 500 sodov/dan; 1 mD rezervoar z neprepustnim plinom zahteva hidravlično frakturiranje. Formacije skrilavca (1-100 nD) so izjemno neprepustne.
Zakaj je relativna prepustnost (μᵣ) brezdimenzijska?
To je razmerje, ki primerja prepustnost materiala s prepustnostjo vakuuma (μ₀). Za izračun absolutne prepustnosti v H/m: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ H/m. Za železo (μᵣ = 5000) je μ = 0.00628 H/m.
Ali je visoka prepustnost vedno dobra?
Odvisno od uporabe! Visok darcy je dober za naftne vrtine, vendar slab za zadrževanje. Visok barrer je dober za zračne tkanine, vendar slab za embalažo za živila. Upoštevajte svoj inženirski cilj: zapora (nizka) ali pretok (visoka).
Kaj določa namestitev gradbene parne zapore?
Podnebje! Hladna podnebja potrebujejo parne zapore na topli (notranji) strani, da se prepreči kondenzacija notranje vlage v hladnih stenah. Vroča vlažna podnebja potrebujejo zapore na zunanji strani ALI prepustne stene, da omogočijo sušenje v obe smeri. Napačna namestitev povzroči plesen in gnitje.
Kateri materiali imajo najvišjo/najnižjo prepustnost?
Magnetna: Supermaloj (μᵣ~1M) proti vakuumu (μᵣ=1). Tekočinska: Prodniki (>10 D) proti skrilavcu (1 nD). Plinska: Silikon (3000+ barrer za CO₂) proti metaliziranim folijam (0.001 barrer). Parna: Steklena volna (>100 perm) proti aluminijasti foliji (0 perm).
Celoten Imenik Orodij
Vsa 71 orodja, ki so na voljo na UNITS