| Prinzip |
der
kf-Wert ist der Durchlässigkeitsbeiwert, der eigentlich einen
viskositätsabhängigen Term ( ρ g η-1)
enthält.
Da der kf-Wert meist für Grundwasser verwendet wird,
kann dieser Term als quasi-Konstante ( etwa 7.5 106 bei
temp= 10°C und Dichte 1000 kg m-3) angesehen, und in
den kf-Wert mit eingerechnet werden.
Für geothermische Berechnungen oder für Berechnungen in Mehrphasensystemen
(d.h. bei abweichenden Temperaturen oder Viskositäten) muss aber die Permeabilität
verwendet werden. |
| Gleichung | kf
= K ρ g η-1 |
| Variablen |
| Name | Einheit | Beschreibung | typ.
Wert | | t | °C | Temperatur | 10 |
| kf | m
s-1 | Durchlässigkeitsbeiwert | 1
10-5 | | K | m2 | Permeabilität |
1 10-12 | | ρ | kg
m-3 | Dichte | 1000 |
| g | m
s-2 | Erdbeschleunigung | 9.81 |
| η | kg
m-1 s-1 | dynamische
Viskosität | 1.0
10-3 | | ν | m2
s-1 | kinematische
Viskosität | 1.0
10-6 | | faktor | m-1
s-1 | Umrechnungsfaktor
K auf kf | 7.5
106 | |
| dyn.
Viskosität η
|
die dynamische Viskosität
η ist temperaturabhängig. für Wasser gilt:
η [kg m-1 s-1] = 1.78 10-3
( 1 + 0.0337 t + 0.000221 t2 )-1 |
| Grundgleichung |
kf
= K ρ g η-1 mit faktor = ρ g η-1
ergibt sich kf = K faktor oder K = kf faktor-1 |
| Umrechnungsfaktor
Permeabilität auf kf |
| t
°C |
ρ=1000
kg
m-3 |
ρ=1050
kg
m-3 |
ρ=1100
kg m-3 |
ρ=1200
kg
m-3 |
|
| 0 |
5.51
106 |
5.79
106 |
6.06
106 |
6.61
106 |
m-1
s-1 |
| 5 |
6.47
106 |
6.79
106 |
7.12 106
|
7.76
106 |
m-1
s-1 |
| 10 |
7.49
106 |
7.86 106 |
8.24
106 |
8.99
106 |
m-1
s-1 |
| 15 |
8.57
106 |
9.00
106 |
9.43
106 |
1.03
107 |
m-1
s-1 |
| 20 |
9.71 106 |
1.02
107 |
1.07
107 |
1.17
107 |
m-1
s-1 |
| 25 |
1.09
107 |
1.15
107 |
1.20
107 |
1.31
107 |
m-1
s-1 |
| 30 |
1.22
107 |
1.28
107 |
1.34
107 |
1.46
107 |
m-1
s-1 |
|
typische
Permeabilitäten für verschiedene Locker- und Festgesteine
(Freeze & Cherry, 1979) |
| Gestein |
von |
bis |
|
| Kies |
10-7 |
10-10 |
m2 |
| Sand |
10-9 |
10-13 |
m2 |
| siltiger
Sand |
10-10 |
10-14 |
m2 |
| Silt, Loess |
10-12 |
10-16 |
m2 |
| Geschiebemergel |
10-13 |
10-19 |
m2 |
| Mariner
Ton, unverw. |
10-16 |
10-19 |
m2 |
| Schiefer |
10-16 |
10-20 |
m2 |
| ungeklüftete
Metamorphite und Tiefengesteine |
10-17 |
10-20 |
m2 |
| Sandstein |
10-13 |
10-17 |
m2 |
| Kalk, Dolomit |
10-13 |
10-16 |
m2 |
| geklüftete
Metamorphite und Tiefengesteine |
10-11 |
10-15 |
m2 |
| poroeser
Basalt |
10-9 |
10-14 |
m2 |
| Karst |
10-9 |
10-13 |
m2 |
|
| Umrechnung
auf Darcy |
Permeabilitäten
werden statt in m2 auch gerne in noch Darcy ( D = cm2
cP atm-1 s-1) angegeben
Der Umrechnungsfaktor ist dimensionslos und beträgt 9.8692 10-13
K [m2 ] = K [D] * 9.8692 10-13 |