Конвертер Проникності
Конвертер Проникності
Конвертуйте між 4 різними типами одиниць проникності з науковою точністю. Магнітна (Гн/м), флюїдна (дарсі), газова (баррер) та парова (перм) проникності вимірюють фундаментально різні фізичні властивості і не можуть бути конвертовані між типами.
Що таке Проникність?
Проникність вимірює, наскільки легко щось проходить через матеріал, але це просте визначення приховує критичний факт: у фізиці та інженерії існує ЧОТИРИ абсолютно різні типи проникності, кожен з яких вимірює різні фізичні величини.
Чотири Типи Проникності
Магнітна Проникність (μ)
Вимірює, наскільки легко магнітний потік проходить через матеріал. Пов'язує густину магнітного потоку (B) з напруженістю магнітного поля (H).
Одиниці: Гн/м, мкГн/м, нГн/м, відносна проникність (μᵣ)
Формула: B = μ × H
Застосування: Електромагніти, трансформатори, магнітне екранування, індуктори, апарати МРТ
Приклади: Вакуум (μᵣ = 1), Залізо (μᵣ = 5,000), Пермалой (μᵣ = 100,000)
Флюїдна Проникність (k)
Вимірює, наскільки легко рідини (нафта, вода, газ) протікають через пористі середовища, такі як гірські породи або ґрунт. Критично важлива для нафтогазової інженерії.
Одиниці: дарсі (D), мілідарсі (mD), нанодарсі (nD), м²
Формула: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Застосування: Нафтогазові родовища, потік підземних вод, дренаж ґрунту, характеристика порід
Приклади: Сланець (1-100 нД), Пісковик (10-1000 мД), Гравій (>10 Д)
Газова Проникність (P)
Вимірює, наскільки швидко певні гази проходять через полімери, мембрани або пакувальні матеріали. Використовується в пакуванні та мембранній науці.
Одиниці: баррер, GPU (одиниця газопроникності), моль·м/(с·м²·Па)
Формула: P = (N × L) / (A × Δp × t)
Застосування: Харчова упаковка, газороздільні мембрани, захисні покриття, космічні скафандри
Приклади: HDPE (0,5 баррер для O₂), Силіконова гума (600 баррер для O₂)
Паропроникність
Вимірює швидкість передачі вологи через будівельні матеріали, тканини або упаковку. Критично важлива для контролю вологості та будівельної науки.
Одиниці: перм, перм-дюйм, г/(Па·с·м²)
Формула: WVTR = паропроникність × різниця тисків пари
Застосування: Будівельні паробар'єри, дихаючі тканини, управління вологістю, упаковка
Приклади: Поліетилен (0,06 перм), Фанера (0,7 перм), Нефарбований гіпсокартон (20-50 перм)
Швидкі Факти
Неможливо Конвертувати Між Типами
Магнітна проникність (Гн/м) ≠ Флюїдна проникність (дарсі) ≠ Газова проникність (баррер) ≠ Паропроникність (перм). Вони вимірюють різні фізичні явища!
Екстремальний Діапазон
Флюїдна проникність охоплює 21 порядок величини: від щільних сланців (10⁻⁹ дарсі) до гравію (10¹² дарсі)
Плутанина в Назвах Одиниць
Слово 'проникність' використовується для всіх чотирьох типів, але це абсолютно різні величини. Завжди вказуйте, який тип!
Специфічність до Матеріалу
Газова проникність залежить ЯК від матеріалу, ТАК і від типу газу. Проникність для кисню ≠ проникності для азоту для того самого матеріалу!
Магнітна Проникність (μ)
Магнітна проникність описує, як матеріал реагує на магнітне поле. Це відношення густини магнітного потоку (B) до напруженості магнітного поля (H).
Формула: B = μ × H = μ₀ × μᵣ × H
B = густина магнітного потоку (Тл), H = напруженість магнітного поля (А/м), μ = проникність (Гн/м), μ₀ = 4π × 10⁻⁷ Гн/м (вільний простір), μᵣ = відносна проникність (безрозмірна)
Категорії Матеріалів
| Тип | Відносна Проникність | Приклади |
|---|---|---|
| Діамагнітні | μᵣ < 1 | Вісмут (0,999834), Мідь (0,999994), Вода (0,999991) |
| Парамагнітні | 1 < μᵣ < 1,01 | Алюміній (1,000022), Платина (1,000265), Повітря (1,0000004) |
| Феромагнітні | μᵣ >> 1 | Залізо (5,000), Нікель (600), Пермалой (100,000) |
Флюїдна Проникність (Дарсі)
Флюїдна проникність вимірює, наскільки легко рідини протікають через пористі породи або ґрунт. Дарсі є стандартною одиницею в нафтогазовій інженерії.
Формула: Q = (k × A × ΔP) / (μ × L)
Q = швидкість потоку (м³/с), k = проникність (м²), A = площа поперечного перерізу (м²), ΔP = різниця тисків (Па), μ = в'язкість рідини (Па·с), L = довжина (м)
Що таке Дарсі?
1 дарсі - це проникність, яка дозволяє 1 см³/с рідини (в'язкістю 1 сантипуаз) протікати через поперечний переріз 1 см² під градієнтом тиску 1 атм/см.
Еквівалент SI: 1 дарсі = 9.869233 × 10⁻¹³ м²
Діапазони проникності в нафтовій інженерії
| Категорія | Проникність | Опис | Приклади: |
|---|---|---|---|
| Ультращільні (Сланці) | 1-100 нанодарсі (nD) | Вимагає гідравлічного розриву пласта для економічної розробки | Сланці Баккен, сланці Марцеллус, сланці Ігл-Форд |
| Щільний Газ/Нафта | 0.001-1 мілідарсі (mD) | Важко видобувати, потребує стимуляції | Щільні пісковики, деякі карбонати |
| Традиційний Колектор | 1-1000 мілідарсі | Хороша продуктивність нафти/газу | Більшість комерційних пісковикових та карбонатних колекторів |
| Відмінний Колектор | 1-10 дарсі | Відмінна продуктивність | Високоякісні пісковики, тріщинуваті карбонати |
| Надзвичайно Проникні | > 10 дарсі | Дуже високі швидкості потоку | Гравій, грубий пісок, сильно тріщинувата порода |
Газова Проникність (Баррер)
Газова проникність вимірює, наскільки швидко певні гази проходять через полімери та мембрани. Баррер є стандартною одиницею, названою на честь фізика Річарда Баррера.
Формула: P = (N × L) / (A × Δp × t)
P = проникність (баррер), N = кількість газу, що пройшла (см³ за ст. умов), L = товщина матеріалу (см), A = площа (см²), Δp = різниця тисків (см рт. ст.), t = час (с)
Що таке Баррер?
1 баррер = 10⁻¹⁰ см³(ст. ум.)·см/(с·см²·см рт. ст.). Це вимірює об'єм газу (за стандартної температури та тиску), що проникає через одиницю товщини на одиницю площі за одиницю часу на одиницю різниці тисків.
Альтернативні одиниці: 1 баррер = 3.348 × 10⁻¹⁶ моль·м/(с·м²·Па)
Приклад: Силіконова гума: H₂ (550 баррер), O₂ (600 баррер), N₂ (280 баррер), CO₂ (3200 баррер)
Застосування
| Галузь | Застосування | Приклади |
|---|---|---|
| Харчова Упаковка | Низька проникність для O₂ зберігає свіжість | EVOH (0,05 баррер), PET (0,05-0,2 баррер) |
| Розділення Газів | Висока проникність розділяє гази (O₂/N₂, CO₂/CH₄) | Силіконова гума, полііміди |
| Медична Упаковка | Бар'єрні плівки захищають від вологи/кисню | Блістерні упаковки, фармацевтичні пляшки |
| Внутрішні шари шин | Низька проникність для повітря підтримує тиск | Галобутилова гума (30-40 баррер) |
Паропроникність (Перм)
Паропроникність вимірює проходження вологи через матеріали. Це критично важливо для будівельної науки, запобігання плісняві, конденсації та пошкодженню конструкцій.
Формула: WVTR = паропроникність × (p₁ - p₂)
WVTR = швидкість передачі водяної пари, паропроникність = проникність/товщина, p₁, p₂ = тиск пари з кожного боку
Що таке Перм?
US Perm: 1 перм (США) = 1 гран/(год·фут²·дюйм рт. ст.) = 5.72135 × 10⁻¹¹ кг/(Па·с·м²)
Metric Perm: 1 перм (метричний) = 1 г/(Па·с·м²) = 57.45 перм-дюйм (США)
Примітка: Перм-дюйм включає товщину; перм - це паропроникність (вже поділена на товщину)
Класифікації будівельних матеріалів
| Категорія | Опис | Приклади: |
|---|---|---|
| Паробар'єри (< 0,1 перм) | Блокують майже всю передачу вологи | Поліетиленова плівка (0,06 перм), алюмінієва фольга (0,0 перм), вінілові шпалери (0,05 перм) |
| Пароізоляція (0,1-1 перм) | Значно уповільнюють вологу, але не є повним бар'єром | Олійна фарба (0,3 перм), крафт-папір (0,4 перм), фанера (0,7 перм) |
| Напівпроникні (1-10 перм) | Дозволяють певну передачу вологи | Латексна фарба (1-5 перм), плити OSB (2 перм), будівельний папір (5 перм) |
| Проникні (> 10 перм) | Вільно пропускають вологу | Нефарбований гіпсокартон (20-50 перм), скловолоконна ізоляція (>100 перм), вітрозахисна мембрана (>50 перм) |
Холодний клімат: У холодному кліматі паробар'єри розміщують на теплій (внутрішній) стороні, щоб запобігти конденсації внутрішньої вологи в холодних стінових порожнинах.
Жаркий вологий клімат: У жаркому вологому кліматі паробар'єри повинні бути ззовні АБО використовуйте проникні стіни, щоб дозволити висихання в обох напрямках.
Таблиці Швидкої Конвертації
Магнітна Проникність
| Від | До |
|---|---|
| 1 Гн/м | 1,000,000 мкГн/м |
| 1 Гн/м | 795,774.7 μᵣ |
| μ₀ (вакуум) | 1.257 × 10⁻⁶ Гн/м |
| μ₀ (вакуум) | 1.257 мкГн/м |
| μᵣ = 1000 (залізо) | 0.001257 Гн/м |
Флюїдна Проникність (Дарсі)
| Від | До |
|---|---|
| 1 дарсі | 1,000 мілідарсі (mD) |
| 1 дарсі | 9.869 × 10⁻¹³ м² |
| 1 мілідарсі | 10⁻⁶ дарсі |
| 1 нанодарсі | 10⁻⁹ дарсі |
| 1 м² | 1.013 × 10¹² дарсі |
Газова Проникність
| Від | До |
|---|---|
| 1 баррер | 10,000 GPU |
| 1 баррер | 3.348 × 10⁻¹⁶ моль·м/(с·м²·Па) |
| 1 GPU | 10⁻⁴ баррер |
| 100 баррер | Хороший бар'єр |
| > 1000 баррер | Поганий бар'єр (висока проникність) |
Паропроникність
| Від | До |
|---|---|
| 1 перм (США) | 5.72 × 10⁻¹¹ кг/(Па·с·м²) |
| 1 перм-дюйм | 1.459 × 10⁻¹² кг·м/(Па·с·м²) |
| 1 перм (метричний) | 57.45 перм-дюйм (США) |
| < 0,1 перм | Паробар'єр |
| > 10 перм | Паропроникний |
Часті Запитання
Чи можу я конвертувати дарсі в баррер або перм?
Ні! Вони вимірюють абсолютно різні фізичні властивості. Флюїдна проникність (дарсі), газова проникність (баррер), паропроникність (перм) та магнітна проникність (Гн/м) - це чотири різні величини, які не можна конвертувати одна в одну. Використовуйте фільтр категорій у конвертері.
Чому газова проникність залежить від газу?
Різні гази мають різні розміри молекул та взаємодію з матеріалами. H₂ та He проникають швидше, ніж O₂ або N₂. Завжди вказуйте газ: 'проникність O₂ = 0,5 баррер', а не просто 'проникність = 0,5 баррер'.
Яка різниця між перм та перм-дюйм?
Перм-дюйм - це проникність (властивість матеріалу, незалежна від товщини). Перм - це паропроникність (залежить від товщини). Співвідношення: паропроникність = проникність/товщина. Використовуйте перм-дюйм для порівняння матеріалів.
Як нафтогазові інженери використовують дарсі?
Проникність колектора визначає швидкість потоку нафти/газу. Колектор з проникністю 100 мД може давати 500 барелів на добу; колектор щільного газу з проникністю 1 мД потребує гідравлічного розриву. Сланцеві формації (1-100 нД) є надзвичайно щільними.
Чому відносна проникність (μᵣ) є безрозмірною?
Це співвідношення, яке порівнює проникність матеріалу з проникністю вакууму (μ₀). Щоб отримати абсолютну проникність в Гн/м: μ = μ₀ × μᵣ = 1.257×10⁻⁶ × μᵣ Гн/м. Для заліза (μᵣ = 5000), μ = 0.00628 Гн/м.
Чи завжди висока проникність - це добре?
Залежить від застосування! Висока проникність в дарсі - добре для нафтових свердловин, але погано для утримання. Висока проникність в баррерах - добре для дихаючих тканин, але погано для харчової упаковки. Враховуйте вашу інженерну мету: бар'єр (низька) або потік (висока).
Що визначає розміщення будівельного паробар'єру?
Клімат! Холодний клімат потребує паробар'єрів на теплій (внутрішній) стороні, щоб запобігти конденсації внутрішньої вологи в холодних стінах. Жаркий вологий клімат потребує бар'єрів на зовнішній стороні АБО проникних стін, щоб дозволити висихання в обох напрямках. Неправильне розміщення спричиняє плісняву та гниття.
Які матеріали мають найвищу/найнижчу проникність?
Магнітна: Супермалой (μᵣ~1M) проти вакууму (μᵣ=1). Флюїдна: Гравій (>10 Д) проти сланцю (1 нД). Газова: Силікон (3000+ баррер для CO₂) проти металізованих плівок (0,001 баррер). Парова: Скловолокно (>100 перм) проти алюмінієвої фольги (0 перм).
Повний Довідник Інструментів
Усі 71 інструменти, доступні на UNITS