Kozeny–Carman equação

A equação é dada como:

Δ p L = − 150 μ Φ s 2 D p 2 ( 1 − ϵ ) 2 ϵ 3 v s {\displaystyle {\frac {\Delta p}{L}}=-{\frac {150\mu }{{\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }^{2}D_{\mathrm {p} }^{2}}}{\frac {(1-\epsilon )^{2}}{\epsilon ^{3}}}v_{\mathrm {s} }}

{\displaystyle {\frac {\Delta p}{L}}=-{\frac {150\mu }{{\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }^{2}D_{\mathrm {p} }^{2}}}{\frac {(1-\epsilon )^{2}}{\epsilon ^{3}}}v_{\mathrm {s} }}

onde:

  • Δ p {\displaystyle \Delta p}
    \Delta p

    é a queda de pressão;

  • L {\displaystyle L}
    L

    é a altura total do leito;

  • v s {\displaystyle v_{\mathrm {s} }}
    {\displaystyle v_{\mathrm {s} }}

    é superficial ou “vazio-torre” a velocidade;

  • µ {\displaystyle \mu }
    \mu

    é a viscosidade do fluido;

  • ϵ {\displaystyle \epsilon }
    \epsilon

    é a porosidade do leito;

  • Φ s {\displaystyle {\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }}
    {\displaystyle {\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }}

    é a esfericidade das partículas no refeições cama;

  • D p {\displaystyle D_{\mathrm {p} }}
    {\displaystyle D_{\mathrm {p} }}

    é o diâmetro do volume equivalente esférico de partículas.

esta equação mantém o fluxo através de leitos embalados com números de Reynolds de partículas até Aproximadamente 1,0, após o que o deslocamento frequente dos canais de fluxo no leito causa perdas consideráveis de energia cinética.

Esta equação pode ser expressa como “o fluxo é proporcional à queda de pressão e inversamente proporcional à viscosidade do fluido”, que é conhecida como lei de Darcy.

v s = − κ μ Δ p L {\displaystyle v_{\mathrm {s} }=-{\frac {\kappa }{\mu }}{\frac {\Delta p}{L}}}

{\displaystyle v_{\mathrm {s} }=-{\frac {\kappa }{\mu }}{\frac {\Delta p}{L}}}

Combinando estas equações dá o final equação de Kozeny absoluta (fase única) permeabilidade

κ = Φ s 2 ϵ 3 D p 2 150 ( 1 − ϵ ) 2 {\displaystyle \kappa ={\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }^{2}{\frac {\epsilon ^{3}D_{\mathrm {p} }^{2}}{150(1-\epsilon )^{2}}}}

{\displaystyle \kappa ={\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }^{2}{\frac {\epsilon ^{3}D_{\mathrm {p} }^{2}}{150(1-\epsilon )^{2}}}}
  • ϵ {\displaystyle \epsilon }
    \epsilon

    é a porosidade do leito (ou núcleo do plug)

  • D p {\displaystyle D_{\mathrm {p} }}
    {\displaystyle D_{\mathrm {p} }}

    é o diâmetro médio dos grãos de areia

  • κ {\displaystyle \kappa }
    \kappa

    é absoluta (i.e. fase única) permeabilidade

  • Φ s {\displaystyle {\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }}
    {\displaystyle {\mathit {\Phi }}_{\mathrm {s} }}

    é o das partículas no refeições cama = 1 para partículas esféricas

O combinado da proporcionalidade e da unidade do fator de uma {\displaystyle um}

a

normalmente tem valor médio de 0.8E6 /1.0135 de medição de muitas que ocorrem naturalmente núcleo do plug amostras, variando de alta a baixa teor de argila, mas pode chegar a um valor de 3.2E6 /1.0135 para limpar a areia. O denominador é incluído explicitamente para nos lembrar que a permeabilidade é definida usando como unidade de pressão, enquanto os cálculos de engenharia de reservatórios e simulações de reservatórios normalmente usam como unidade de pressão.

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