Viskosität

Unter Viskosität einer Flüssigkeit versteht man die Eigenschaft ihrer Zähigkeit oder Zähflüssigkeit. Teilchen zäher Flüssigkeiten sind stärker aneinander gebunden als solche dünnflüssiger Fluide. Dieser Zusammenhang wird als innere Reibung bezeichnet. Dementsprechend sind Flüssigkeiten hoher Viskosität dickflüssiger (weniger fließfähig) als jene niedriger Viskosität.

Zum Beispiel hat Honig eine hohe und Wasser eine geringe Viskosität.

Die Viskosität gibt Aufschluss über:

• die Vorgänge beim Strömen von Flüssigkeiten in Rohrleitungen, Düsen usw.

• die bei hydrodynamischer oder hydrostatischer Schmierung auftretenden Verluste durch Reibung sowie über die Vorgänge bei der Schmierung in Lagern jeder Art.

Die Einheit der Viskosität lautet gemäß dem Internationalem Einheitensystem (SI):

• 1 Pas (Pascalsekunde) für die dynamische Viskosität; sie wird üblicherweise mit η bezeichnet.
• 1 m²/s (Quadratmeter pro Sekunde) für die kinematische Viskosität; sie wird mit ν bezeichnet und ist der Quotient aus dynamischer Viskosität und der Dichte der Flüssigkeit.

Die Viskosität hängt von einigen Einflussgrößen ab; insbesondere die Abnahme mit steigender Temperatur ist stark ausgeprägt. Hängt sie nur von Temperatur und Druck ab, spricht man von sogenannten Newtonschen Flüssigkeiten (Beispiele sind Wasser, viele Öle und Gase). Für sie ist die Viskosität eine von diesen beiden Größen abhängige Stoffkonstante. Bei Vorliegen weiterer Einflussgrößen, wie Art des Viskosimeters und dessen Abmessungen, spricht man von Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten (Beispiele sind Blut, Treibsand und Ketchup).

In der Praxis wird die Viskosität von Flüssigkeiten mittels Viskosimeter bestimmt, die das Maß der inneren Reibung ermitteln. Das BEV bietet auf dem Gebiet der Viskosität Kalibrierungen und Eignungsprüfungen unterschiedlicher Arten von unten beschriebenen Kapillarviskosimetern an.

• Kapillarviskosimeter messen die Zeit, in der eine bestimmte Menge des Prüfmediums durch ein genau definiertes senkrechtes Rohr (Kapillare) fließt. Durch Einmessen der Viskosimeter mit Normalflüssigkeiten bekannter kinematischer Viskosität kann umgekehrt eine Gerätekonstante (Kapillarkonstante) bestimmt werden, die durch Multiplikation mit der Auslaufzeit einer Prüfflüssigkeit deren kinematische Viskosität ermitteln lässt. Beispiele für Kapillarviskosimeter sind Ubbelhode, Cannon Fenske und Vogel Ossag Viskosimeter.
• Kugelfallviskosimeter messen die Fallhöhe, welche eine genau definierte Kugel in der zu messenden Flüssigkeit in der Zeiteinheit zurücklegt.
• Rotationsviskosimeter bestimmen die Viskosität durch Auslenkung eines Torsionselements.

Aufgrund der starken Temperaturabhängigkeit der Viskosität, müssen die Messungen in thermostatisierten Bädern vorgenommen werden, deren Temperatur auf einige hundertstel Grad konstant gehalten werden muss.