Viskosität

Viskosität charakterisiert das "Fließverhalten" bzw. die Zähigkeit einer Flüssigkeit. Je höher die Viskosität, desto "dickflüssiger" ist die Substanz.

Die V. resultiert aus den zwischenmolekularen Kräften in einem Fluid, ist also abhängig von der Kohäsion zwischen den Molekülen oder Teilchen. Man spricht daher auch von der inneren Reibung.

Kinematische Viskosität

Die kinematische Viskosität ν (nü) wird mittels Kapillarviskosimeter bestimmt. Hierzu die Auslaufzeit gemessen, die ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen bei Prüftemperatur benötigt, um aus dem Kapillarviskosimeter zu fließen.

Übliche Einheit der kinematischen Viskosität ist mm²/s ≙ cSt.

π · r4 · g · h · t     ν  =  ──────────      8 · V · l

V = Flüssigkeitsvolumen; r = Radius der Kapillare; l = Länge der Kapillare; t = Auslaufzeit; g = Fallbeschleunigung; h = hydrostat. Druckhöhe, dies ist die Höhendifferenz zwischen Flüssigkeitsspiegel im Vorratsgefäß und der unteren Öffnung der Kapillare.

Beispiel: Wasser hat bei 20 °C eine kinematische Viskosität von 1 mm²/s. Weitere Werte s. Tabelle Eur.-TB (45. Aufl.), S. 267.

Dynamische Viskosität

Die dyn. V. η kann mit einem Kugelfallviskosimeter bestimmt werden. Aus der Fallzeit einer Kugel definierter Größe in einem mit dem Prüföl befüllten Glasrohr definierter Größe wird die dyn. Viskosität errechnet (Römpp):

2 · r² · g · (ρK - ρFl)     η  =  ──────────────      9 · v · (1 + 2,4 · r/R)

r = Radius der Kugel; R = Radius des Rohres; v = Fallgeschwindigkeit; ρK = Dichte der Kugel; ρFl = Dichte der Flüssigkeit; g = Fallbeschleunigung; Der Term (1 + 2,4 · r/R) ist ein Korrekturfaktor (1...3,4) zur Berücksichtigung, dass der theoretische Fall R/r = oo in der Praxis nicht vorliegt.

m² · N · kg · s     [η]  =  ─────────      kg · m³ · m

Aus der Einheitengleichung (links) ergibt sich nach Kürzen und unter Berücksichtigung von 1 Pa = 1 N/m² die Einheit Pas (Pascalsekunde).

Umrechnung

Multipliziert man die kinematische Viskosität ν mit der Dichte der Flüssigkeit ρ, erhält man die dyn. V. η: η = ν · ρ

Einheitenumformung

• Umrechnung verschiedener Viskositätseinheiten
• Pas = Nsm^-2 = kg/ms
• alt: Angabe in Poise (P). 1 P = 0,1 Pas bzw. 1 cP = 1 mPas (1 Zentipoise = 1 Millipascal-Sekunde)

Temperaturabhängigkeit

Die V. sinkt mit zunehmender Temperatur, das Öl wird dünnflüssiger, s. Tabelle RM 15-9, rechnerisch Formel RM 15.2.

Technische Bedeutung

• Motoröl
• Stoßdämpfer

Weblinks

• Viskosität als Google-Suchbegriff
• Viskosität in der Wikipedia
• Viskosität hier in bs-wiki.de mit Google
• Viskosität als Youtube-Video
• Viskosität von Flüssigkeiten: [1] [2]