Hydraulische Leitfähigkeit aus Permeabilität

Geben Sie die Permeabilität in Quadratmetern, die Wasserdichte in Kilogramm pro Kubikmeter, die dynamische Viskosität in Pascalsekunden und die Fallbeschleunigung in Metern pro Quadratsekunde ein. Das Ergebnis wird in Metern pro Sekunde ausgegeben. Da Dichte und Viskosität temperaturabhängig sind, liefern Werte für die tatsächlichen Wasserbedingungen eine aussagekräftigere Schätzung als allgemeine Konstanten.

Verstehen Sie den Zusammenhang der Größen

Intrinsische Permeabilität und hydraulische Leitfähigkeit beschreiben verwandte, aber unterschiedliche Eigenschaften. Die mit k bezeichnete intrinsische Permeabilität gibt an, wie leicht die verbundenen Poren eines Materials ein Fluid durchlassen. Ihre SI-Einheit ist der Quadratmeter; sie gehört zum porösen Material und nicht zu einer bestimmten Flüssigkeit. Die mit K bezeichnete hydraulische Leitfähigkeit beschreibt dagegen, wie leicht dieses Material ein bestimmtes Fluid unter einem hydraulischen Gradienten leitet. Sie hängt somit sowohl von der Porenstruktur als auch von den Fluideigenschaften ab. Der Rechner verwendet K = kρg/μ, wobei ρ die Dichte, g die Fallbeschleunigung und μ die dynamische Viskosität bezeichnet. Die SI-Dimensionen ergeben Meter pro Sekunde. Beachten Sie beim Vergleich von Labormessungen mit Feldwerten, dass zwei Fluide im selben Material wegen unterschiedlicher Dichte oder Viskosität verschiedene Leitfähigkeiten besitzen können, obwohl die intrinsische Permeabilität des Materials unverändert bleibt.

Wählen Sie passende Wassereigenschaften

Bei Wasser reagiert meist die Viskosität am stärksten auf die Bedingungen. Wärmeres Wasser ist weniger viskos und ergibt daher bei gleicher intrinsischer Permeabilität, Dichte und Gravitation eine höhere hydraulische Leitfähigkeit. Auch die Dichte ändert sich mit der Temperatur, in üblichen Umweltbereichen jedoch meist relativ weniger. Verwenden Sie eine zuverlässige Stoffwerttabelle oder Messwerte bei der für die Probe relevanten Temperatur, dem Druck und der Zusammensetzung. Geben Sie die dynamische Viskosität in Pascalsekunden ein, nicht die kinematische Viskosität in Quadratmetern pro Sekunde; eine Verwechslung berücksichtigt die Dichte falsch. Die Viskosität muss größer als null sein, da durch sie dividiert wird. Null oder ein negativer Wert ist hier physikalisch ungültig. Dichte und Gravitation müssen ebenfalls positiv sein; eine Permeabilität von null kann dagegen ein ideal undurchlässiges Material darstellen. Ohne Gravitätsangabe verwendet der Rechner 9.80665 m/s², Sie können jedoch einen positiven lokalen Wert eingeben.

Deuten und prüfen Sie das Ergebnis

Das Ergebnis ist die hydraulische Leitfähigkeit in Metern pro Sekunde. Der Zusammenhang ist proportional: Eine Verdopplung der intrinsischen Permeabilität, Dichte oder Gravitation verdoppelt die Leitfähigkeit, während die doppelte dynamische Viskosität sie halbiert. Damit können Sie schnell prüfen, ob sich ein Ergebnis in der erwarteten Richtung ändert. Kontrollieren Sie außerdem den Exponenten der Permeabilität, denn Boden- und Gesteinswerte werden häufig in wissenschaftlicher Notation angegeben; ein falscher Exponent verändert die Antwort um Größenordnungen. Die Rechnung klassifiziert keinen Boden, bestimmt keine Sättigung und modelliert weder Anisotropie noch bevorzugte Klüfte. Ist die Permeabilität richtungsabhängig, berechnen Sie jede Komponente getrennt. Bewahren Sie die verwendeten Wassereigenschaften zusammen mit dem Ergebnis auf, damit die Umrechnung reproduzierbar bleibt. Feldwerte können wegen Heterogenität, unvollständiger Sättigung, Maßstabseffekten oder Messunsicherheit von einer Laborschätzung abweichen. Nutzen Sie das Ergebnis als direkte physikalische Umrechnung, nicht als Ersatz für eine Standortuntersuchung.