Différence entre la porosité et la perméabilité

Différence principale - Porosité vs Perméabilité

La porosité et la perméabilité sont les propriétés des roches et du sol. le différence principale entre la porosité et la perméabilité est que porosité est une mesure de l'espace entre les roches tandis que la perméabilité est une mesure de la facilité avec laquelle les fluides s'écoulent entre les roches.

Quelle est la porosité

La porosité mesure la quantité d'espace entre les roches. Il est considéré comme le rapport entre le volume d'espace vide (ou de pores) dans une roche et son volume total, et il est souvent exprimé en fraction ou en pourcentage. Puisque les fluides peuvent occuper ces espaces libres entre les roches, la porosité est également une mesure de la quantité de fluides que les roches peuvent contenir..

Il existe plusieurs méthodes pour mesurer la porosité d'un échantillon de sol. Une méthode utilisée pour mesurer la porosité est appelée la Méthode d'Archimède. Pour tester la porosité en utilisant cette méthode, la masse d'un échantillon de sol est d'abord mesurée lorsque le sol est sec. Appelons cette masse . Ensuite, de l'eau est ajoutée à l'échantillon jusqu'à ce que l'échantillon de sol soit saturé et que la masse de l'échantillon de sol et de l'eau,  est mesuré. Ensuite, l’échantillon saturé est immergé dans l’eau et la «masse» de l’échantillon immergé,  est mesurée à nouveau. (Notez qu'en fait nous mesurons poids, cependant, les facteurs de  annuler, afin que vous puissiez traiter les lectures de masse tirées d'une balance à ressort comme des lectures de poids).

Ensuite, la masse d’eau ajoutée à l’échantillon est . Si la densité de l'eau est , puis le le volume des pores dans l'échantillon de sol est .

le total volume de sol est le volume de fluide déplacé lorsque l'échantillon est immergé dans l'eau. D'après le principe d'Archimède, le volume total est donné par . Ensuite, la porosité  est donné par . Donc,

Une autre méthode de mesure de la porosité implique l'utilisation de La loi de Boyle. Dans cette méthode, les gaz sont utilisés pour remplir les pores entre les particules de sol. Selon la loi de Boyle, pour une masse fixe de gaz à température constante, la pression du gaz est inversement proportionnelle à son volume. Pour déterminer la porosité à l'aide de la loi de Boyle, deux chambres connectées sont utilisées. Les volumes de ces chambres sont connus et la pression des gaz à l'intérieur de ces chambres peut être mesurée à l'aide d'un manomètre.

Initialement, les deux chambres sont séparées en fermant une vanne entre elles. Un conteneur avec un volume connu, appelé le coeur, est rempli avec l'échantillon de sol. Appelons le volume du noyau . Le noyau est placé à l'intérieur d'une des chambres et l'air est extrait de cette chambre. Le gaz est toujours présent dans l'autre chambre et la pression d'air à l'intérieur de cette chambre est mesurée. Laissez-nous appeler le volume et la pression dans cette chambre comme  et .

Mesurer la porosité à l'aide de la méthode de la loi de Boyle.

Ensuite, la vanne entre les deux chambres est ouverte, ce qui permet à l’air de la première chambre de remplir également la seconde chambre. La pression dans les chambres est à nouveau mesurée, et laissez cette pression être . En utilisant la loi de Boyle, le volume total occupé par le gaz, que nous appellerons , peut maintenant être calculé:

Le volume  peut être donné par,

où comprend le volume de la deuxième chambre et la tubulure située entre les deux chambres. Maintenant, l'expression ci-dessus nous permet de calculer le volume des pores . donne le volume total de l'échantillon de sol. La porosité  est ensuite donné par,

Quelle est la perméabilité

La perméabilité est une mesure de la facilité avec laquelle le fluide peut s'écouler entre les roches. Un échantillon de sol à haute perméabilité permet aux liquides de s'écouler facilement, alors qu'il est plus difficile pour les liquides de s'écouler à travers le sol faiblement perméable. Par exemple, les chaussées peuvent être construites avec un matériau hautement perméable, de sorte que l'eau ne s'accumule pas dans les flaques à la surface..

Matériau formant des "chaussées perméables".

Mathématiquement, la perméabilité est décrite dans La loi de Darcy. La loi de Darcy est une formule décrivant le débit de fluide à travers un milieu poreux. Selon cette loi, si un fluide avec une viscosité de  s'écoule à travers un volume de matériau poreux avec une section transversale   pour une distance , alors le volume total de fluide déchargé par seconde est donné par:

où  est la pression au début et  est la pression du fluide après avoir traversé la longueur .  La constante  dans cette formule est définie comme la perméabilité du milieu. L'unité de  est en mètres carrés (m²).

Différence entre la porosité et la perméabilité

Ce qu'il mesure

Porosité mesure la quantité d'espace vide entre les roches ou dans le sol en fraction du volume total.

Perméabilité mesure la facilité avec laquelle les fluides s'écoulent à travers une substance.

Unités

Porosité est un rapport de volumes, donc il n'a pas d'unités.

Perméabilité a des unités de surface (m² dans le système SI).

Courtoisie d'image:

«Une démonstration de pavé perméable, Austin's Ferry, Tasmanie, Australie» de JJ Harrison ([email protected]) (travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons