Pore structure
छिद्र संरचना एक सामान्य शब्द है जिसका उपयोग छिद्र माध्यम की छिद्रता, छिद्र आकार, छिद्र आकार वितरण और छिद्र आकृति विज्ञान (जैसे छिद्र आकार, सतह खुरदरापन और छिद्र चैनलों की कछुआ) को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। छिद्र सतहों में अभेद्य झरझरा मैट्रिक्स हैं जो गैसों, तरल पदार्थों या यहां तक कि विदेशी सूक्ष्म कणों में निवास कर सकते हैं। छिद्र संरचना और छिद्र माध्यम में द्रव प्रवाह घनिष्ठ रूप से संबंधित हैं। माइक्रोनोस्केल छिद्र त्रिज्या, जटिल संपर्क और महत्वपूर्ण विषमता के साथ, छिद्र संरचना की जटिलता इन तरल पदार्थों की हाइड्रोलिक चालकता और प्रतिधारण क्षमता को प्रभावित करती है। आंतरिक पारगम्यता मुख्य रूप से छिद्र संरचना से प्रभावित विशेषता है, और द्रव प्रवाह और वितरण को नियंत्रित करने वाले मौलिक भौतिक कारक अनाज की सतह-से-मात्रा अनुपात और अनाज के आकार हैं। यह विचार कि छिद्र स्थान चैनलों के एक नेटवर्क से बना है जिसके माध्यम से द्रव प्रवाहित हो सकता है, विशेष रूप से सहायक है। छिद्र छिद्र तुलनात्मक रूप से पतले खंड होते हैं जो अपेक्षाकृत बड़े भागों को विभाजित करते हैं जिन्हें छिद्र निकाय के रूप में जाना जाता है। अन्य शारीरिक समानताओं में छिद्र के व्यापक क्षेत्र के लिए "पेट" या "कमर" और संकुचन भाग के लिए "गर्दन" या "गला" शामिल हैं। छिद्र निकाय आयामों के साथ अंतरग्रैनुलर अंतराल हैं जो आम तौर पर एक माध्यम में आसपास के कणों की तुलना में काफी छोटे होते हैं जहां बनावट छिद्र स्थान प्रमुख होता है, जैसे कि रेत। दूसरी ओर, एक वर्महोल को एक एकल छिद्र के रूप में माना जा सकता है यदि इसका व्यास इसकी लंबाई पर व्यावहारिक रूप से स्थिर है। ऐसे छिद्रों की तीन प्रकार की सीमाओं में से एक हो सकती हैः (1) संकुचन, जो छिद्र स्थान के स्थानीय रूप से सबसे संकीर्ण हिस्से के पार एक तल है; (2) दूसरे छिद्र के साथ इंटरफेस (जैसे कि एक वर्महोल या दरार); या (3) ठोस के साथ इंटरफेस। छिद्रता एक छिद्रपूर्ण माध्यम में खाली स्थान के अनुपात को छिद्रता कहा जाता है। यह छिद्रों या रिक्त स्थान के आयतन को समग्र आयतन से विभाजित करके निर्धारित किया जाता है। इसे प्रतिशत के रूप में या 0 और 1 के बीच दशमलव अंश के रूप में व्यक्त किया जाता है। अधिकांश चट्टानों के लिए छिद्रता 1 प्रतिशत से 40 प्रतिशत से कम होती है। छिद्रता भू-तापीय प्रणालियों, तेल और गैस क्षेत्रों और जलभृतों में द्रव भंडारण को प्रभावित करती है, जिससे यह स्पष्ट हो जाता है कि यह भूविज्ञान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। भूगर्भीय संरचनाओं में तरल पदार्थ की आवाजाही और परिवहन के साथ-साथ चट्टान के थोक गुणों और विशेष खनिजों की विशेषताओं के बीच की कड़ी, छिद्रपूर्ण संरचना के आकार और संपर्क द्वारा नियंत्रित होती है। छिद्रता को मापना छिद्रता की गणना करने के लिए नमूनों की कुल मात्रा और छिद्र स्थान की मात्रा को मापा गया था। छिद्र अंतरिक्ष आयतन को मापना छिद्रों के आयतन की गणना करने के लिए एक हीलियम पायरोमीटर का उपयोग किया गया था और यह बॉयल के नियम पर निर्भर था। (पी1वी1 = पी2वी2) और हीलियम गैस, जो एक नमूने के ठोस अंश की पहचान करने के लिए आसानी से छोटे छेद से गुजरती है और निष्क्रिय होती है। ज्ञात आयतन वाला एक नमूना कक्ष वह है जहाँ कोर रखा जाता है। एक ज्ञात आयतन वाले संदर्भ कक्ष पर दबाव लगाया जाता है। हीलियम गैस अब दोनों कमरों के बीच संबंध के कारण संदर्भ कक्ष से नमूना कक्ष तक जा सकती है। ठोस नमूने की आयतन की गणना प्रारंभिक और अंतिम दबावों के बीच के अनुपात का उपयोग करके की जाती है। छिद्र आयतन, जैसा कि हीलियम पाइक्नोमीटर द्वारा गणना की जाती है, कुल आयतन और ठोस आयतन के बीच का अंतर है। छिद्र आकार और छिद्र आकार वितरण छिद्र आकार आमतौर पर, छिद्र शरीर या गर्दन की प्रभावी त्रिज्या का उपयोग छिद्रों के आकार को परिभाषित करने के लिए किया जाता है। ठोस पदार्थों में छिद्रों की स्थिति, आकार और संबंध उनकी कई विशेषताओं में से केवल कुछ हैं और कल्पना करने के लिए एक छिद्र का सबसे सीधा पहलू संभवतः इसका आकार, या एकल स्थानिक आयाम में इसकी सीमा है। छिद्र के आकार जैसे अन्य कारकों की तुलना में, यह तर्क योग्य है कि छिद्र के आकार का ठोस पदार्थों की विशेषताओं पर सबसे बड़ा या व्यापक प्रभाव पड़ता है। इसलिए, विभिन्न छिद्रयुक्त पदार्थों का वर्णन करने और उनकी तुलना करने के लिए छिद्र आकार या छिद्र आकार वितरण का उपयोग करना निश्चित रूप से सुविधाजनक और मूल्यवान है। तीन मुख्य छिद्र आकार श्रेणियाँ (इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री द्वारा अनुशंसित छिद्र आकार का वर्तमान वर्गीकरण) निम्नलिखित हैंः छिद्र आकार वितरण मिट्टी की एक विशिष्ट मात्रा में प्रत्येक छिद्र आकार की सापेक्ष प्रचुरता को छिद्र आकार वितरण द्वारा दर्शाया जाता है। इसे फलन f (r) द्वारा दर्शाया जाता है, जिसका मान उन सभी छिद्रों के कुल आयतन के समानुपाती होता है जिनकी प्रभावी त्रिज्या r पर केंद्रित एक असीम सीमा के भीतर होती है। और f (r) को पाठ्य और संरचनात्मक घटक माना जा सकता है। छिद्र आकार वितरण को मापना मर्करी इंट्रूज़न पोरोसिमेट्री और गैस एडसोर्प्शन सामग्री और बिजली स्रोतों के छिद्र आकार वितरण को निर्धारित करने के लिए सामान्य तकनीकें हैं। नाइट्रोजन या आर्गन अधिशोषण आइसोथर्म का उपयोग करके गैस अधिशोषण तकनीक का उपयोग करके छिद्र आकार वितरण का अध्ययन करते समय, आणविक स्तर से कुछ सौ एनएम तक छिद्र आकार का निर्धारण करना संभव है। दबाव संवेदक की सटीक बाधाओं और शीतलक की तापमान स्थिरता के परिणामस्वरूप एक यथार्थवादी वातावरण में अधिकतम देखे गए छिद्र का आकार 100 एनएम से थोड़ा अधिक होता है। पारा पोरोसिमेट्री छिद्र के आकार के वितरण को निर्धारित करता है और गैर-गीले पारा पर दबाव डालकर संबंधित आक्रमण राशि की मात्रा निर्धारित करता है। इस विधि का उपयोग करके छिद्र के आकार का आसानी से अनुमान लगाया जा सकता है और यह कुछ एनएम से 1000 मीटर तक होता है। सामग्री को दबाव का सामना करने के लिए पर्याप्त मजबूत होना चाहिए क्योंकि पारा की घुसपैठ के लिए 10 एनएम से छोटे छिद्रों के लिए 140 एमपीए दबाव की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, यह स्याही की बोतल की गर्दन के छिद्र आकार को निर्धारित करने के लिए विचार का उपयोग करता है। छिद्र आकार और छिद्र आकार वितरण का संबंध यादृच्छिक रूप से निर्मित छिद्र प्रणाली में छिद्र आकार और छिद्र आकार वितरण के बीच का संबंध मोनोटोन होने की उम्मीद हैः बड़े छिद्र बड़े कणों से जुड़े होते हैं। छिद्र आकार और कण आकार के बीच का संबंध अधिकांश मिट्टी की गैर-यादृच्छिक प्रकृति से जटिल होता है। मिट्टी सहित बड़े और छोटे दोनों कणों में बड़े छिद्र पाए जा सकते हैं, जो एकत्रीकरण को बढ़ावा देते हैं और इसलिए बड़े अंतर-एकत्रित छिद्रों के विकास को बढ़ावा देते हैं। यादृच्छिक रूप से संरचित मीडिया में छिद्र आकार वितरण के उपखंड अधिक जटिल अवधारणाओं के साथ मिट्टी की अधिक विशिष्ट विशेषताओं को व्यक्त कर सकते हैं, जैसे कि मिट्टी के पानी के प्रतिधारण का हिस्टैरिसीस। छिद्र आकृति विज्ञान छिद्र आकृति विज्ञान तरल और गैसीय चरणों का प्रतिनिधित्व करने वाले छिद्र चैनलों का आकार, सतह खुरदरापन और टर्टुओसिटी है। छिद्र चैनलों की टर्टुओसिटी एक अद्वितीय ज्यामितीय मात्रा है जिसका उपयोग न केवल छिद्र प्रणाली की परिवहन विशेषताओं को मापने के लिए किया जाता है, बल्कि आंतरिक परकोलेशन मार्गों की सिनुओसिटी और जटिलता को व्यक्त करने के लिए भी किया जाता है। टोरूसिटी विद्युत चालकता, द्रव पारगमन, आणविक प्रसार और भूविज्ञान में गर्मी हस्तांतरण के परिवहन व्यवहार से घनिष्ठ रूप से जुड़ा हुआ है, जो पेट्रोफिजिकल मापदंडों जैसे पारगम्यता, प्रभावी प्रसार, तापीय चालकता और गठन प्रतिरोधकता कारक को प्रभावित करता है। सतह खुरदरापन झरझरा माध्यम के लिए सतह खुरदरापन की मानक परिभाषा एक सापेक्ष सतह की ऊंचाई की तुलना में औसत मापा ऊर्ध्वाधर निर्देशांक मूल्य पर आधारित है, जैसे कि जड़-मतलब-वर्ग खुरदरापन या अंकगणितीय खुरदरापन। हालांकि, फ्रैक्टल टोपोलॉजी पर विचार की कमी के कारण सापेक्ष सतह की ऊंचाई की परिभाषा को वास्तव में अपर्याप्त माना गया। "वास्तविक सतह क्षेत्र" और "ज्यामितीय चिकनी-सतह क्षेत्र" के अनुपात का उपयोग सतह खुरदरापन की दूसरी परिभाषा के रूप में किया गया था। इस परिभाषा को कई शोधों में प्रवाह समीकरणों को बदलने या द्रव-द्रव अंतरफलक क्षेत्र को मापने के लिए लागू किया गया है। फ्रैक्टल ज्यामिति का मौलिक विचार यह है कि सतह की खुरदरापन की तीसरी परिभाषा कहाँ से आती है, जिसमें या तो छिद्र सतहों (द्वि-आयामी) या पूरे छिद्र माध्यम (त्रि-आयामी) को फ्रैक्टल आयाम समायोजन का उपयोग करके संशोधित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सतह के बड़े आयाम या मीडिया आयाम कम हो जाते हैं। हर्स्ट खुरदरापन प्रतिपादक, एक समान परिभाषा, कभी-कभी उपयोग की जाती है। यह मात्रा, जो 0 से 1 तक फैली हुई है, फ्रैक्टल आयाम से जुड़ी हुई है। थोक घनत्व निस्पंदन पारगम्यता पोरोमैकेनिक्स झरझरा मीडिया संदर्भों में झरझरा मध्यम प्रतिक्रियाशील परिवहन प्रतिरूपण भी देखें। भालू; (1972) झरझरा मीडिया में तरल पदार्थों की गतिशीलता। (एल्सेवियर, न्यूयॉर्क) हिलेल, डी. (2004) पर्यावरण मृदा भौतिकी का परिचय। (सिडनीः एल्सेवियर/अकादमिक प्रेसः एम्स्टर्डम;) लीपर जी. डब्ल्यू. (1993) मृदा विज्ञानः एक परिचय। (मेलबर्न यूनिवर्सिटी प्रेसः कार्लटन, विक्टोरिया।) बाहरी लिंक भूविज्ञान बजः छिद्रता पारगम्यता को परिभाषित करना झरझरा मीडिया की पारगम्यता को नियंत्रित करने के लिए झरझरा मीडिया अलग-अलग पारगम्यता वाली सामग्रियों के माध्यम से विभिन्न प्रवाह दरों का चित्रमय चित्रण झरझरा मीडिया जल विज्ञान में द्रव प्रवाह की बुनियादी बातें मृदा विज्ञान झरझरा मीडिया अपने स्थान पर भू-तकनीकी जांच