Equazione di Kozeny-Carman Calculator

Formula first

Overview

L'equazione di Kozeny-Carman è una relazione semi-empirica utilizzata per stimare la permeabilità intrinseca di mezzi porosi granulari come sabbia e ghiaia. Collega la capacità di flusso del mezzo alla sua porosità e al diametro medio delle particelle costituenti, modellando i pori come una rete di canali tortuosi.

Symbols

Variables

k = Permeability, $\varphi$ = Porosity, $d_p$ = Grain Size

Apply it well

When To Use

When to use: Questa equazione è più adatta per condizioni di flusso laminare in suoli ben selezionati, non coesivi o letti di particelle uniformi impaccate. È particolarmente utile quando mancano test di permeabilità di laboratorio ma sono noti la distribuzione granulometrica e i dati di porosità.

Why it matters: Stime accurate della permeabilità sono vitali per modellare gli acquiferi di acque sotterranee, prevedere il movimento dei contaminanti nel sottosuolo e ottimizzare il drenaggio nell'ingegneria civile. Fornisce un ponte teorico tra la geometria fisica misurabile e le prestazioni idrauliche.

Avoid these traps

Common Mistakes

• Applicarla a rocce fratturate (funziona solo per mezzi granulari).
• Convert units and scales before substituting, especially when the inputs mix m², m.
• Interpreta la risposta con unità e contesto; percentuale, tasso, rapporto e grandezza fisica non significano la stessa cosa.

One free problem

Practice Problem

Un campione di sabbia da un acquifero costiero ha una porosità di 0,30 e un diametro medio del grano di 0,2 mm. Assumendo una sfericità di 1,0, calcolare la permeabilità intrinseca k in m².

Hint: Convertire il diametro da 0,2 mm a 0,0002 metri prima di inserirlo nell'equazione.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

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Related Formulas

References

Sources

1. Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). John Wiley & Sons.
2. Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. (2007). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (6th ed.).
3. Wikipedia: Kozeny-Carman equation
4. Bird, R. Byron, Stewart, Warren E., Lightfoot, Edwin N. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). John Wiley & Sons.
5. Incropera, Frank P., DeWitt, David P., Bergman, Theodore L., Lavine, Adrienne S. (2007). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (6th ed.).
6. Bird, Stewart, and Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd Edition
7. Incropera, DeWitt, Bergman, Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 7th Edition
8. Fetter, Applied Hydrogeology, 4th Edition