Konvertuesi i Përshkueshmërisë
Konvertuesi i Përshkueshmërisë
Konvertoni midis 4 llojeve të dallueshme të njësive të përshkueshmërisë me saktësi shkencore. Përshkueshmëria magnetike (H/m), e lëngjeve (darcy), e gazit (barrer) dhe e avullit (perm) matin veti fizike thelbësisht të ndryshme dhe nuk mund të konvertohen midis llojeve.
Çfarë është Përshkueshmëria?
Përshkueshmëria mat se sa lehtë diçka kalon nëpër një material, por ky përkufizim i thjeshtë fsheh një fakt kritik: ka KATËR lloje krejtësisht të ndryshme të përshkueshmërisë në fizikë dhe inxhinieri, secila duke matur sasi të ndryshme fizike.
Katër Llojet e Përshkueshmërisë
Përshkueshmëria Magnetike (μ)
Mat se sa lehtë fluksi magnetik kalon nëpër një material. Lidh densitetin e fluksit magnetik (B) me forcën e fushës magnetike (H).
Njësitë: H/m, μH/m, nH/m, përshkueshmëria relative (μᵣ)
Formula: B = μ × H
Aplikimet: Elektromagnetë, transformatorë, mbrojtje magnetike, induktorë, makina MRI
Shembuj: Vakumi (μᵣ = 1), Hekuri (μᵣ = 5,000), Permalloy (μᵣ = 100,000)
Përshkueshmëria e Lëngjeve (k)
Mat se sa lehtë lëngjet (nafta, uji, gazi) rrjedhin nëpër mjedise poroze si shkëmbi ose toka. Kritike për inxhinierinë e naftës.
Njësitë: darcy (D), millidarcy (mD), nanodarcy (nD), m²
Formula: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Aplikimet: Rezervuarët e naftës/gazit, rrjedha e ujërave nëntokësore, drenazhimi i tokës, karakterizimi i shkëmbit
Shembuj: Argjila (1-100 nD), Rëra (10-1000 mD), Zhavorri (>10 D)
Përshkueshmëria e Gazit (P)
Mat se sa shpejt gazrat specifikë transmetohen nëpër polimere, membrana ose materiale paketimi. Përdoret në paketim dhe shkencën e membranave.
Njësitë: barrer, GPU (njësia e përshkueshmërisë së gazit), mol·m/(s·m²·Pa)
Formula: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Aplikimet: Paketimi i ushqimit, membranat e ndarjes së gazit, veshjet mbrojtëse, kostumet hapësinore
Shembuj: HDPE (0.5 barrer për O₂), Goma silikoni (600 barrer për O₂)
Përshkueshmëria e Avullit të Ujit
Mat shkallën e transmetimit të lagështisë nëpër materialet e ndërtimit, pëlhurat ose paketimet. Kritike për kontrollin e lagështisë dhe shkencën e ndërtimit.
Njësitë: perm, perm-inch, g/(Pa·s·m²)
Formula: WVTR = përshkueshmëria × ndryshimi i presionit të avullit
Aplikimet: Barrierat e avullit të ndërtesave, pëlhurat që marrin frymë, menaxhimi i lagështisë, paketimi
Shembuj: Polietileni (0.06 perm), Kompensata (0.7 perm), Gipsi i palyer (20-50 perm)
Fakte të Shpejta
Nuk Mund të Konvertohen Midis Llojeve
Përshkueshmëria magnetike (H/m) ≠ Përshkueshmëria e lëngjeve (darcy) ≠ Përshkueshmëria e gazit (barrer) ≠ Përshkueshmëria e avullit (perm). Këto matin fizika të ndryshme!
Gama Ekstreme
Përshkueshmëria e lëngjeve shtrihet në 21 rende madhësie: nga argjila e ngjeshur (10⁻⁹ darcy) tek zhavorri (10¹² darcy)
Ngatërrimi i Emrit të Njësisë
Fjala 'përshkueshmëri' përdoret për të katër llojet, por ato janë sasi krejtësisht të ndryshme. Gjithmonë specifikoni se cili lloj!
Specifike për Materialin
Përshkueshmëria e gazit varet nga TË DYJA, materiali DHE lloji i gazit. Përshkueshmëria e oksigjenit ≠ përshkueshmëria e azotit për të njëjtin material!
Përshkueshmëria Magnetike (μ)
Përshkueshmëria magnetike përshkruan se si një material reagon ndaj një fushe magnetike. Është raporti i densitetit të fluksit magnetik (B) me forcën e fushës magnetike (H).
Formula: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = densiteti i fluksit magnetik (T), H = forca e fushës magnetike (A/m), μ = përshkueshmëria (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (hapësira e lirë), μᵣ = përshkueshmëria relative (pa dimension)
Kategoritë e Materialeve
| Lloji | Përshkueshmëria Relative | Shembuj |
|---|---|---|
| Diamagnetik | μᵣ < 1 | Bismuti (0.999834), Bakri (0.999994), Uji (0.999991) |
| Paramagnetik | 1 < μᵣ < 1.01 | Alumini (1.000022), Platini (1.000265), Ajri (1.0000004) |
| Ferromagnetik | μᵣ >> 1 | Hekuri (5,000), Nikeli (600), Permalloy (100,000) |
Përshkueshmëria e Lëngjeve (Darcy)
Përshkueshmëria e lëngjeve mat se sa lehtë lëngjet rrjedhin nëpër shkëmb poroz ose tokë. Darcy është njësia standarde në inxhinierinë e naftës.
Formula: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = shkalla e rrjedhës (m³/s), k = përshkueshmëria (m²), A = sipërfaqja e prerjes tërthore (m²), ΔP = ndryshimi i presionit (Pa), μ = viskoziteti i lëngut (Pa·s), L = gjatësia (m)
Çfarë është një Darcy?
1 darcy është përshkueshmëria që lejon 1 cm³/s të lëngut (viskoziteti 1 centipoise) të rrjedhë nëpër një prerje tërthore 1 cm² nën një gradient presioni 1 atm/cm.
Ekuivalenti SI: 1 darcy = 9.869233 × 10⁻¹³ m²
Gamët e përshkueshmërisë në inxhinierinë e naftës
| Kategoria | Përshkueshmëria | Përshkrimi | Shembuj: |
|---|---|---|---|
| Ultra-i ngjeshur (Argjilë) | 1-100 nanodarcy (nD) | Kërkon frakturim hidraulik për prodhim ekonomik | Argjila Bakken, argjila Marcellus, argjila Eagle Ford |
| Gaz/Naftë e Ngjeshur | 0.001-1 millidarcy (mD) | E vështirë për t'u prodhuar, ka nevojë për stimulim | Rëra të ngjeshura, disa karbonate |
| Rezervuar Konvencional | 1-1000 millidarcy | Produktivitet i mirë i naftës/gazit | Shumica e rezervuarëve komercialë të rërës dhe karbonatit |
| Rezervuar i Shkëlqyer | 1-10 darcy | Produktivitet i shkëlqyer | Rëra të cilësisë së lartë, karbonate të frakturuara |
| Jashtëzakonisht i Përshkueshëm | > 10 darcy | Shkallë shumë të larta rrjedhjeje | Zhavorr, rërë e trashë, shkëmb shumë i frakturuar |
Përshkueshmëria e Gazit (Barrer)
Përshkueshmëria e gazit mat se sa shpejt gazrat specifikë transmetohen nëpër polimere dhe membrana. Barrer është njësia standarde, e emërtuar sipas fizikanit Richard Barrer.
Formula: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = përshkueshmëria (barrer), N = sasia e gazit të transmetuar (cm³ në STP), L = trashësia e materialit (cm), A = sipërfaqja (cm²), Δp = ndryshimi i presionit (cmHg), t = koha (s)
Çfarë është një Barrer?
1 barrer = 10⁻¹⁰ cm³(STP)·cm/(s·cm²·cmHg). Kjo mat vëllimin e gazit (në temperaturë dhe presion standard) që përshkon një njësi trashësie për njësi sipërfaqeje për njësi kohe për njësi ndryshimi presioni.
Njësitë alternative: 1 barrer = 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
Shembull: Goma silikoni: H₂ (550 barrer), O₂ (600 barrer), N₂ (280 barrer), CO₂ (3200 barrer)
Aplikimet
| Fusha | Aplikimi | Shembuj |
|---|---|---|
| Paketimi i Ushqimit | Përshkueshmëria e ulët e O₂ ruan freskinë | EVOH (0.05 barrer), PET (0.05-0.2 barrer) |
| Ndarja e Gazit | Përshkueshmëria e lartë ndan gazrat (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Goma silikoni, poliimidet |
| Paketimi Mjekësor | Filmat barrierë mbrojnë nga lagështia/oksigjeni | Paketimet blister, shishet farmaceutike |
| Veshjet e Gomave | Përshkueshmëria e ulët e ajrit ruan presionin | Goma halobutili (30-40 barrer) |
Përshkueshmëria e Avullit të Ujit (Perm)
Përshkueshmëria e avullit të ujit mat transmetimin e lagështisë nëpër materiale. Është kritike për shkencën e ndërtimit, parandalimin e mykut, kondensimit dhe dëmtimit strukturor.
Formula: WVTR = përshkueshmëria × (p₁ - p₂)
WVTR = shkalla e transmetimit të avullit të ujit, përshkueshmëria = përshkueshmëria/trashësia, p₁, p₂ = presionet e avullit në secilën anë
Çfarë është një Perm?
US Perm: 1 perm (US) = 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 (US)
Shënim: Perm-inch përfshin trashësinë; perm është përshkueshmëria (tashmë e pjestuar me trashësinë)
Klasifikimet e materialeve ndërtimore
| Kategoria | Përshkrimi | Shembuj: |
|---|---|---|
| Barrierat e Avullit (< 0.1 perm) | Bllokojnë pothuajse të gjithë transmetimin e lagështisë | Fletë polietileni (0.06 perm), fletë alumini (0.0 perm), letër muri vinili (0.05 perm) |
| Ngadalësuesit e Avullit (0.1-1 perm) | Ngadalësojnë ndjeshëm lagështinë, por nuk janë barrierë e plotë | Bojë me bazë vaji (0.3 perm), letër kraft (0.4 perm), kompensatë (0.7 perm) |
| Gjysmë të Përshkueshëm (1-10 perm) | Lejojnë njëfarë transmetimi lagështie | Bojë lateksi (1-5 perm), pllakë OSB (2 perm), letër ndërtimi (5 perm) |
| Të Përshkueshëm (> 10 perm) | Lejojnë transmetimin e lirë të lagështisë | Gips i palyer (20-50 perm), izolim me fibër xhami (>100 perm), mbështjellës shtëpie (>50 perm) |
Klima e ftohtë: Në klimat e ftohta, barrierat e avullit vendosen në anën e ngrohtë (të brendshme) për të parandaluar kondensimin e lagështisë së brendshme në zgavrat e ftohta të murit.
Klima e nxehtë dhe e lagësht: Në klimat e nxehta me lagështi, barrierat e avullit duhet të jenë në anën e jashtme OSE të përdoren mure të përshkueshme për të lejuar tharjen në të dy drejtimet.
Tabelat e Shpejta të Konvertimit
Përshkueshmëria Magnetike
| Nga | Në |
|---|---|
| 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 (hekur) | 0.001257 H/m |
Përshkueshmëria e Lëngjeve (Darcy)
| Nga | Në |
|---|---|
| 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 |
Përshkueshmëria e Gazit
| Nga | Në |
|---|---|
| 1 barrer | 10,000 GPU |
| 1 barrer | 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ barrer |
| 100 barrer | Barrierë e mirë |
| > 1000 barrer | Barrierë e dobët (përshkueshmëri e lartë) |
Përshkueshmëria e Avullit të Ujit
| Nga | Në |
|---|---|
| 1 perm (US) | 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 (US) |
| < 0.1 perm | Barrierë avulli |
| > 10 perm | I përshkueshëm nga avulli |
Pyetje të Bëra Shpesh
A mund ta konvertoj darcy në barrer ose perm?
Jo! Këto matin veti fizike krejtësisht të ndryshme. Përshkueshmëria e lëngjeve (darcy), përshkueshmëria e gazit (barrer), përshkueshmëria e avullit (perm) dhe përshkueshmëria magnetike (H/m) janë katër sasi të dallueshme që nuk mund të konvertohen midis tyre. Përdorni filtrin e kategorive në konvertues.
Pse përshkueshmëria e gazit varet nga gazi?
Gazrat e ndryshëm kanë madhësi të ndryshme molekulare dhe ndërveprime me materialet. H₂ dhe He përshkojnë më shpejt se O₂ ose N₂. Gjithmonë specifikoni gazin: 'përshkueshmëria e O₂ = 0.5 barrer' jo vetëm 'përshkueshmëria = 0.5 barrer'.
Cila është ndryshimi midis perm dhe perm-inch?
Perm-inch është përshkueshmëria (veti e materialit e pavarur nga trashësia). Perm është përshkueshmëria (varet nga trashësia). Marrëdhënia: përshkueshmëria = përshkueshmëria/trashësia. Përdorni perm-inch për të krahasuar materialet.
Si e përdorin inxhinierët e naftës darcy-n?
Përshkueshmëria e rezervuarit përcakton shkallët e rrjedhës së naftës/gazit. Një rezervuar 100 mD mund të prodhojë 500 fuçi/ditë; një rezervuar gazi i ngjeshur 1 mD kërkon frakturim hidraulik. Formacionet e argjilës (1-100 nD) janë jashtëzakonisht të ngjeshura.
Pse përshkueshmëria relative (μᵣ) është pa dimension?
Është një raport që krahason përshkueshmërinë e një materiali me përshkueshmërinë e vakumit (μ₀). Për të marrë përshkueshmërinë absolute në H/m: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ H/m. Për hekurin (μᵣ = 5000), μ = 0.00628 H/m.
A është përshkueshmëria e lartë gjithmonë e mirë?
Varet nga aplikimi! Darcy i lartë është i mirë për puset e naftës por i keq për mbylljen. Barrer i lartë është i mirë për pëlhurat që marrin frymë por i keq për paketimin e ushqimit. Merrni parasysh qëllimin tuaj inxhinierik: barrierë (e ulët) ose rrjedhje (e lartë).
Çfarë përcakton vendosjen e barrierës së avullit të ndërtesës?
Klima! Klimat e ftohta kanë nevojë për barriera avulli në anën e ngrohtë (të brendshme) për të parandaluar kondensimin e lagështisë së brendshme në muret e ftohta. Klimat e nxehta me lagështi kanë nevojë për barriera në anën e jashtme OSE mure të përshkueshme për të lejuar tharjen në të dyja anët. Vendosja e gabuar shkakton myk dhe kalbëzim.
Cilat materiale kanë përshkueshmërinë më të lartë/më të ulët?
Magnetike: Supermalloy (μᵣ~1M) kundrejt vakumit (μᵣ=1). Lëngje: Zhavorri (>10 D) kundrejt argjilës (1 nD). Gaz: Silikoni (3000+ barrer për CO₂) kundrejt filmave të metalizuar (0.001 barrer). Avull: Fibër xhami (>100 perm) kundrejt fletës së aluminit (0 perm).
Drejtoria e Plotë e Veglave
Të gjitha 71 veglat e disponueshme në UNITS