Die Dynamische Viskosität

Viskosität ist die Eigenschaft eines fließfähigen (vorwiegend flüssigen oder gasförmigen) Stoffsystems, unter Einwirkung einer Spannung zu fließen und irreversibel deformiert zu werden. Die bei der Verformung aufgenommene Spannung hängt dabei nur von der Verformungsgeschwindigkeit ab: Ebenso kann die Spannung als Ursache der Verformungsgeschwindigkeit angesehen werden. Quelle : DIN-Taschenbuch 398 – Rheologie Normen, Stand März 2007

Isaac Newton war der Erfinder das erste Gesetz des Viskosimetrie. Er hat das Fließverhalten einer idealen Flüssigkeit beschrieben.

τ = η.D où τ = (N/m²) und g = (n-1)

Dementsprechend erfolgt die dynamische Viskosität : η = τ/D (Pa.s)

Nota Bene: In der SI-Einheit ist der Pascalsekunde (Pa.s) oder der milliPascal.sekunde (mPa.s) benutzt. In der Industrie wird oft der centipoise (cP) und der poise (P) unter anderen verwendet.

1 Pa.s = 1 000 mPa.s
1 mPa.s = 1 cP
1 P = 100 cP

Typische Viskositätswerte um 20 °C (mPa.s):

Aceton: 0,32
Wasser: 1
Quecksilber: 1,5
Grapefruitsaft: 2~5
Blut (37°C): 4~15
Kaffee crème: 10
Olivenöl: 10²
Honig: 10⁴
Teer: 10⁶
Bitumen: 10⁸

Die Viskosität erniedrigt sich mit der Temperaturerhöhung.

In der Industrie spielt die Viskosität eine wichtige Rolle, weil sie das Fließen der Flüssigkeiten im Rohr und auf den Oberflächen steuert. Die Viskosität ermöglicht das Wissen mehrerer Eigenschaften (Textur, Polymergröße, …) und setzt die effiziente Steuerung des Prozess (Feuerung, Druck, Abdeckung…) voraus.

Im Einsatz in der industriellen Fertigung sind die vibrierenden Viskosimeter explosionsgeschützt- oder ATEX-zertifiziert, auch „3A“ zertifiziert. Die Viskosimeter sichern die Überwachung der dynamischen Viskosität und garantieren die Qualität des Endproduktes.

Wie kann man die Viskosität einer Flüssigkeit messen?

Die Laborviskosimeter

Eine Labor verfügt über verschiedene Messgeräte, um die dynamische Viskosität oder die kinematische Viskosität zu messen, auch die Fließverhalten zu bestimmen. Aber die Labormessgeräte sind nicht vorteilhaft, um eine optimal Kontrolle und Steuerung im Betrieb zu erreichen. Als Beschränkungen soll Probeentnahme ohne Störungen in der Anlage möglich sein. Man braucht noch eine Bearbeitungszeit nach dem Eintreffen der Proben im Labor.

prozessviskosimeter – Messgeräte

Die Prozessviskosimeter

Die Viskosimeter- „Prozessviskosimeter“ oder „Prozess-viskosimeter“ sind so definiert, dass sie sind direkt in der industrielle Anlage eingebaut. Die sind auch in der Technik unter anderem Name bekannt. Das Viskosimeter ist „Inlineviskosimeter“ genannt, als es auf dem Hauptrohrkanalisation; und ist unter der Name „Onlineviskosimeter“ bekannt, ob es auf einer „Bypass“ eingebaut ist.

Die Prozessviskosimeter haben spezifische Voraussetzungen:
Direkt Einbau auf dem Rohr, Kanalisierung, Becken, Behälter, Tank, Reaktor
Hoch beständig gegen das laufendes Medium im Prozess und die Betriebsbedingungen (Temperatur, Druck, Korrosion, Verschmutzung, Wasserstrahl, Feuchtigkeit, Salzgehalt, …)
Konform mit der angewendete Normen im Betrieb (Ausrüstungen in Explosionszonen , unter Hochdruck, …)
Automatisch laufen
Kontinuierlich arbeiten und unverzügliche Messwerte geben
Geringe Wartungen erforderlich oder Wartungsfrei
Hoch Reproduzierbarkeit der Ergebnisse

Warum braucht man die Viskosität einer Flüssigkeit zu messen?

Einsatzbereichflüssigkeit Die Viskosität ist ein sehr wichtiger Eigenschaftswert. Der Wert gilt für viele hergestellte Flüssigkeiten in der Industrie. Dieser macht es möglich:

Die Qualität der Endproduktes direkt zu charakterisieren (Schmieröl, Brennstoffe, Farbe, Lack,…)
Die Gebrauchseigenschaft indirekt zu charakterisieren (Trocken-Gehalt, Textur einer Käse oder Molkereierzeugnisse, Polymergröße,…)
Der Reaktionsverlauf während der Herstellung zu kontrollieren
Die Maschinen und/oder Ausrüstungen adäquate effektive zu steuern. Die Qualität des Ergebnis zu sichern (Feuerungsmodul, Motor, Druckerei,…)
Die Bauteile (Pumpe, Rührwerk, Mischer) zu bemessen.

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