Barrer
Barrer ist eine Nicht-SI-Einheit (im CGS-Einheitensystem) für die Gaspermeabilität dünner Materialien. Die Einheit ist benannt nach Richard Maling Barrer.
Definition
Das Barrer ist definiert als: Durchflussrate (in m3 s-1) durch das Material, multipliziert mit seiner Dicke, geteilt durch die durchströmte Fläche und durch die Druckdifferenz.
1 Barrer = 10-11 cm2 s-1 mmHg-1
Umgerechnet in SI-Einheiten lässt sich 1 Barrer ausdrücken als:
1 Barrer = 7,5005·10-18 m4 s-1 N-1
Diese Einheit wird unter anderem bei der Beschreibung der Eigenschaften von Membranen und Dichtungsmaterialien verwendet.
In der Lecksuchtechnik gibt man die Durchflussrate (Permeationsrate) in mbar·l/s bzw. Pa·m3/s an.
Die Gaspermeation folgt der Richtung der Partialdruckdifferenz. Sie nimmt linear zu mit dem Druck und mit dem Durchdringungsquerschnitt, sie nimmt linear ab mit der Länge des Permeationsweges und verhält sich wie eine molekulare Strömung. Der Permeationskoeffizient definiert das Permeationsverhalten eines Gas zu Materialpaares.
Die Formel für den Permeationskoeffizienten lautet:
C = (mbar·l·cm·108) /(cm2·s·bar)
- C = Permeationskoeffizient;
- cm = Länge des Permeationspfades;
- cm2 = Permeationsquerschnitt;
- mbar·l/s = Permeationsrate;
- bar = Partialdruckdifferenz;
Der Permeationskoeffizient ist z. B. für Helium durch Teflon = 523; Helium durch Pyrex-Glas = 0,09; Wasserstoff durch Teflon = 17,8.
Aufgelöst zur Permeationsrate ergibt sich aus der obigen Formel:
mbar·l/s = ((C·cm2·bar)/cm)·10-8
So ist z. B. die Permeationsrate von Helium durch eine Teflonmembrane von 1 mm Dicke und einer Fläche von 10cm2 bei ∆p = 1 bar:
q = 523(mbar·l*cm/s·cm2·bar)·10cm2·1bar/(1cm·108)
= 5,23·10-5mbar·l/s
Literatur
- Evaluation of gas diffusion through plastic materials used in experimental and sampling equipment. (Wat. Res. 27, No. 1, pp. 121-131, 1993)
- Marr, Dr J. William. Leakage Testing Handbook, prepared for Liquid Propulsion. Section. Jet Propulsion Laboratory. National Aeronautics and Space Administration, Pasadena, CA, Contract NAS 7-396, June 1968; LCCN 68061892