Geçirgenlik Dönüştürücü
Geçirgenlik Dönüştürücü
Bilimsel hassasiyetle 4 farklı geçirgenlik birimi türü arasında dönüştürme yapın. Manyetik (H/m), akışkan (darcy), gaz (barrer) ve buhar (perm) geçirgenlikleri temel olarak farklı fiziksel özellikleri ölçer ve türler arasında dönüştürülemez.
Geçirgenlik Nedir?
Geçirgenlik, bir şeyin bir malzemeden ne kadar kolay geçtiğini ölçer, ancak bu basit tanım kritik bir gerçeği gizler: fizik ve mühendislikte DÖRT tamamen farklı geçirgenlik türü vardır ve her biri farklı fiziksel nicelikleri ölçer.
Dört Geçirgenlik Türü
Manyetik Geçirgenlik (μ)
Manyetik akının bir malzemeden ne kadar kolay geçtiğini ölçer. Manyetik akı yoğunluğunu (B) manyetik alan şiddetine (H) bağlar.
Birimler: H/m, μH/m, nH/m, bağıl geçirgenlik (μᵣ)
Formül: B = μ × H
Uygulamalar: Elektromıknatıslar, transformatörler, manyetik kalkanlama, indüktörler, MRI makineleri
Örnekler: Vakum (μᵣ = 1), Demir (μᵣ = 5,000), Permalloy (μᵣ = 100,000)
Akışkan Geçirgenliği (k)
Akışkanların (petrol, su, gaz) kaya veya toprak gibi gözenekli ortamlardan ne kadar kolay aktığını ölçer. Petrol mühendisliği için kritiktir.
Birimler: darcy (D), milidarcy (mD), nanodarcy (nD), m²
Formül: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Uygulamalar: Petrol/gaz rezervuarları, yeraltı suyu akışı, toprak drenajı, kaya karakterizasyonu
Örnekler: Şeyl (1-100 nD), Kumtaşı (10-1000 mD), Çakıl (>10 D)
Gaz Geçirgenliği (P)
Belirli gazların polimerlerden, zarlardan veya ambalaj malzemelerinden ne kadar hızlı geçtiğini ölçer. Ambalaj ve zar biliminde kullanılır.
Birimler: barrer, GPU (gaz geçirme birimi), mol·m/(s·m²·Pa)
Formül: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Uygulamalar: Gıda ambalajı, gaz ayırma zarları, koruyucu kaplamalar, uzay giysileri
Örnekler: HDPE (O₂ için 0.5 barrer), Silikon kauçuk (O₂ için 600 barrer)
Su Buharı Geçirgenliği
Yapı malzemeleri, kumaşlar veya ambalajlar yoluyla nem geçiş oranını ölçer. Nem kontrolü ve yapı bilimi için kritiktir.
Birimler: perm, perm-inch, g/(Pa·s·m²)
Formül: WVTR = buhar geçirgenliği × buhar basıncı farkı
Uygulamalar: Yapı buhar bariyerleri, nefes alabilen kumaşlar, nem yönetimi, ambalaj
Örnekler: Polietilen (0.06 perm), Kontrplak (0.7 perm), Boyasız alçıpan (20-50 perm)
Hızlı Gerçekler
Türler Arasında Dönüştürülemez
Manyetik geçirgenlik (H/m) ≠ Akışkan geçirgenliği (darcy) ≠ Gaz geçirgenliği (barrer) ≠ Buhar geçirgenliği (perm). Bunlar farklı fiziksel olguları ölçer!
Aşırı Geniş Aralık
Akışkan geçirgenliği 21 büyüklük mertebesini kapsar: sıkı şeylden (10⁻⁹ darcy) çakıla (10¹² darcy)
Birim Adı Karışıklığı
'Geçirgenlik' kelimesi dört tür için de kullanılır, ancak bunlar tamamen farklı niceliklerdir. Her zaman hangi tür olduğunu belirtin!
Malzemeye Özgü
Gaz geçirgenliği HEM malzemeye HEM de gaz türüne bağlıdır. Aynı malzeme için oksijen geçirgenliği ≠ azot geçirgenliği!
Manyetik Geçirgenlik (μ)
Manyetik geçirgenlik, bir malzemenin manyetik alana nasıl tepki verdiğini tanımlar. Manyetik akı yoğunluğunun (B) manyetik alan şiddetine (H) oranıdır.
Formül: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = manyetik akı yoğunluğu (T), H = manyetik alan şiddeti (A/m), μ = geçirgenlik (H/m), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m (boş alan), μᵣ = bağıl geçirgenlik (boyutsuz)
Malzeme Kategorileri
| Tür | Bağıl Geçirgenlik | Örnekler |
|---|---|---|
| Diyamanyetik | μᵣ < 1 | Bizmut (0.999834), Bakır (0.999994), Su (0.999991) |
| Paramanyetik | 1 < μᵣ < 1.01 | Alüminyum (1.000022), Platin (1.000265), Hava (1.0000004) |
| Ferromanyetik | μᵣ >> 1 | Demir (5,000), Nikel (600), Permalloy (100,000) |
Akışkan Geçirgenliği (Darcy)
Akışkan geçirgenliği, akışkanların gözenekli kaya veya topraktan ne kadar kolay aktığını ölçer. Darcy, petrol mühendisliğinde standart birimdir.
Formül: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = akış hızı (m³/s), k = geçirgenlik (m²), A = kesit alanı (m²), ΔP = basınç farkı (Pa), μ = akışkan viskozitesi (Pa·s), L = uzunluk (m)
Darcy Nedir?
1 darcy, 1 cm²/s akışkanın (1 centipoise viskoziteli) 1 cm²'lik bir kesit alanından 1 atm/cm basınç gradyanı altında akmasına izin veren geçirgenliktir.
SI eşdeğeri: 1 darcy = 9.869233 × 10⁻¹³ m²
Petrol mühendisliğinde geçirgenlik aralıkları
| Kategori | Geçirgenlik | Açıklama | Örnekler: |
|---|---|---|---|
| Ultra-Sıkı (Şeyl) | 1-100 nanodarcy (nD) | Ekonomik üretim için hidrolik çatlatma gerektirir | Bakken şeyli, Marcellus şeyli, Eagle Ford şeyli |
| Sıkı Gaz/Petrol | 0.001-1 milidarcy (mD) | Üretimi zor, uyarım gerektirir | Sıkı kumtaşları, bazı karbonatlar |
| Geleneksel Rezervuar | 1-1000 milidarcy | İyi petrol/gaz üretkenliği | Çoğu ticari kumtaşı ve karbonat rezervuarları |
| Mükemmel Rezervuar | 1-10 darcy | Mükemmel üretkenlik | Yüksek kaliteli kumtaşları, çatlaklı karbonatlar |
| Aşırı Geçirgen | > 10 darcy | Çok yüksek akış hızları | Çakıl, kaba kum, yüksek derecede çatlaklı kaya |
Gaz Geçirgenliği (Barrer)
Gaz geçirgenliği, belirli gazların polimerlerden ve zarlardan ne kadar hızlı geçtiğini ölçer. Barrer, adını fizikçi Richard Barrer'dan alan standart birimdir.
Formül: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = geçirgenlik (barrer), N = geçen gaz miktarı (STP'de cm³), L = malzeme kalınlığı (cm), A = alan (cm²), Δp = basınç farkı (cmHg), t = zaman (s)
Barrer Nedir?
1 barrer = 10⁻¹⁰ cm³(STP)·cm/(s·cm²·cmHg). Bu, standart sıcaklık ve basınçta, birim kalınlıktaki birim alandan, birim zamanda, birim basınç farkı altında geçen gaz hacmini ölçer.
Alternatif birimler: 1 barrer = 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa)
Örnek: Silikon kauçuk: H₂ (550 barrer), O₂ (600 barrer), N₂ (280 barrer), CO₂ (3200 barrer)
Uygulamalar
| Alan | Uygulama | Örnekler |
|---|---|---|
| Gıda Ambalajı | Düşük O₂ geçirgenliği tazeliği korur | EVOH (0.05 barrer), PET (0.05-0.2 barrer) |
| Gaz Ayırma | Yüksek geçirgenlik gazları ayırır (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Silikon kauçuk, poliimidler |
| Tıbbi Ambalaj | Bariyer filmler nem/oksijenden korur | Blister ambalajlar, ilaç şişeleri |
| Lastik Astarları | Düşük hava geçirgenliği basıncı korur | Halobütil kauçuk (30-40 barrer) |
Su Buharı Geçirgenliği (Perm)
Su buharı geçirgenliği, malzemeler yoluyla nem geçişini ölçer. Yapı bilimi, küf, yoğuşma ve yapısal hasarı önlemek için kritiktir.
Formül: WVTR = buhar geçirgenliği × (p₁ - p₂)
WVTR = su buharı geçiş hızı, buhar geçirgenliği = geçirgenlik/kalınlık, p₁, p₂ = her iki taraftaki buhar basınçları
Perm Nedir?
US Perm: 1 perm (ABD) = 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 (ABD)
Not: Perm-inch kalınlığı içerir; perm buhar geçirgenliğidir (zaten kalınlığa bölünmüştür)
İnşaat malzemesi sınıflandırmaları
| Kategori | Açıklama | Örnekler: |
|---|---|---|
| Buhar Bariyerleri (< 0.1 perm) | Neredeyse tüm nem geçişini engeller | Polietilen levha (0.06 perm), alüminyum folyo (0.0 perm), vinil duvar kağıdı (0.05 perm) |
| Buhar Geciktiriciler (0.1-1 perm) | Nemi önemli ölçüde yavaşlatır, ancak tam bir bariyer değildir | Yağ bazlı boya (0.3 perm), kraft kağıdı (0.4 perm), kontrplak (0.7 perm) |
| Yarı Geçirgen (1-10 perm) | Bir miktar nem geçişine izin verir | Lateks boya (1-5 perm), OSB levha (2 perm), inşaat kağıdı (5 perm) |
| Geçirgen (> 10 perm) | Nem geçişine serbestçe izin verir | Boyasız alçıpan (20-50 perm), fiberglas yalıtım (>100 perm), bina örtüsü (>50 perm) |
Soğuk iklim: Soğuk iklimlerde buhar bariyerleri, iç mekan neminin soğuk duvar boşluklarında yoğuşmasını önlemek için sıcak (iç) tarafa konur.
Sıcak nemli iklim: Sıcak nemli iklimlerde buhar bariyerleri dışarıda olmalı VEYA her iki yönde kurumaya izin vermek için geçirgen duvarlar kullanılmalıdır.
Hızlı Dönüşüm Tabloları
Manyetik Geçirgenlik
| Başlangıç | Bitiş |
|---|---|
| 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 (demir) | 0.001257 H/m |
Akışkan Geçirgenliği (Darcy)
| Başlangıç | Bitiş |
|---|---|
| 1 darcy | 1,000 milidarcy (mD) |
| 1 darcy | 9.869 × 10⁻¹³ m² |
| 1 milidarcy | 10⁻⁶ darcy |
| 1 nanodarcy | 10⁻⁹ darcy |
| 1 m² | 1.013 × 10¹² darcy |
Gaz Geçirgenliği
| Başlangıç | Bitiş |
|---|---|
| 1 barrer | 10,000 GPU |
| 1 barrer | 3.348 × 10⁻¹⁶ mol·m/(s·m²·Pa) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ barrer |
| 100 barrer | İyi bariyer |
| > 1000 barrer | Kötü bariyer (yüksek geçirgenlik) |
Su Buharı Geçirgenliği
| Başlangıç | Bitiş |
|---|---|
| 1 perm (ABD) | 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 (ABD) |
| < 0.1 perm | Buhar bariyeri |
| > 10 perm | Buhar geçirgen |
Sıkça Sorulan Sorular
Darcy'yi barrer veya perm'e dönüştürebilir miyim?
Hayır! Bunlar tamamen farklı fiziksel özellikleri ölçer. Akışkan geçirgenliği (darcy), gaz geçirgenliği (barrer), buhar geçirgenliği (perm) ve manyetik geçirgenlik (H/m) birbirine dönüştürülemeyen dört farklı niceliktir. Dönüştürücüdeki kategori filtresini kullanın.
Gaz geçirgenliği neden gaza bağlıdır?
Farklı gazların farklı moleküler boyutları ve malzemelerle etkileşimleri vardır. H₂ ve He, O₂ veya N₂'den daha hızlı geçer. Her zaman gazı belirtin: 'O₂ geçirgenliği = 0.5 barrer', sadece 'geçirgenlik = 0.5 barrer' değil.
Perm ile perm-inch arasındaki fark nedir?
Perm-inch geçirgenliktir (kalınlıktan bağımsız malzeme özelliği). Perm buhar geçirgenliğidir (kalınlığa bağlıdır). İlişki: buhar geçirgenliği = geçirgenlik/kalınlık. Malzemeleri karşılaştırmak için perm-inch kullanın.
Petrol mühendisleri darcy'yi nasıl kullanır?
Rezervuar geçirgenliği petrol/gaz akış hızlarını belirler. 100 mD'lik bir rezervuar günde 500 varil üretebilirken; 1 mD'lik sıkı bir gaz rezervuarı hidrolik çatlatma gerektirir. Şeyl formasyonları (1-100 nD) aşırı derecede sıkıdır.
Bağıl geçirgenlik (μᵣ) neden boyutsuzdur?
Bir malzemenin geçirgenliğini vakum geçirgenliğine (μ₀) kıyaslayan bir orandır. H/m cinsinden mutlak geçirgenliği elde etmek için: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ H/m. Demir için (μᵣ = 5000), μ = 0.00628 H/m.
Yüksek geçirgenlik her zaman iyi midir?
Uygulamaya bağlı! Yüksek darcy petrol kuyuları için iyidir, ancak muhafaza için kötüdür. Yüksek barrer nefes alabilen kumaşlar için iyidir, ancak gıda ambalajı için kötüdür. Mühendislik hedefinizi göz önünde bulundurun: bariyer (düşük) veya akış (yüksek).
Bina buhar bariyeri yerleşimini ne belirler?
İklim! Soğuk iklimler, iç mekan neminin soğuk duvarlarda yoğuşmasını önlemek için sıcak (iç) tarafta buhar bariyerleri gerektirir. Sıcak nemli iklimler, dışarıda bariyerler VEYA her iki yönde kurumaya izin vermek için geçirgen duvarlar gerektirir. Yanlış yerleşim küf ve çürümeye neden olur.
Hangi malzemelerin en yüksek/düşük geçirgenliği vardır?
Manyetik: Supermalloy (μᵣ~1M) vs vakum (μᵣ=1). Akışkan: Çakıl (>10 D) vs şeyl (1 nD). Gaz: Silikon (CO₂ için 3000+ barrer) vs metalize filmler (0.001 barrer). Buhar: Fiberglas (>100 perm) vs alüminyum folyo (0 perm).
Tam Araç Dizini
UNITS'te bulunan tüm 71 araç