Viskositätsberechnung

Wissenschaft Physik
#1

Guten Tag,

bin neu und hoffe dass mir hier geholfen werden kann.

Ich beschäftige mich zu Zeit mit der Messung von Viskosität. Diese kann ja bekanntlich auf verschiedenste Verfahren hin ermittelt werden.

Was mich nun interessiert ist wie die Zusammenhänge von einer Messung mit einem DIN 53211 Auslaufbecher (4 oder 6 mm Düse) zur tatsächlichen Viskosität in [mPA s] sind?! Bin in Mathe und Physik nicht so sehr bewandert als dass ich dafür selbst eine Formel herleiten kann.

Des Weiteren würde mich interessieren wie Temperaturänderungen die Viskosität rechnerisch beeinflussen. Ich weiß dass bei steigender Temp. die Viskosität von Flüssigleiten zunimmt bzw. bei Gasen abnimmt. Aber wie ist der rechnerische Zusammenhang.

Vielen Dank!

MfG basti

#2

Hallo,

Was mich nun interessiert ist wie die Zusammenhänge von einer
Messung mit einem DIN 53211 Auslaufbecher (4 oder 6 mm Düse)
zur tatsächlichen Viskosität in [mPA s] sind?!

das läßt sich so nicht sagen.
Die Viskosität ist ein seeehr weites und genauso kompliziertes Feld!
Es kommt nicht nur auf die Messmethode an, sondern auch darauf, wie sich der Stoff verhält.
Es gibt da sog. Newtonische Fluide und nicht Newtonische Fluide. Bei letzteren wird aber noch gut ein Dutzend sehr unterschiedliche Varianten unterschieden.

Des Weiteren würde mich interessieren wie Temperaturänderungen
die Viskosität rechnerisch beeinflussen. Ich weiß dass bei
steigender Temp. die Viskosität von Flüssigleiten zunimmt bzw.
bei Gasen abnimmt. Aber wie ist der rechnerische Zusammenhang.

Normalerweise ist es umgekehrt, mit steigender Temperatur sinken die Viskositäten von Flüssigkeiten und steigen die von Gasen. Bei Flüssigkeiten und teilweise auch bei (Lösungen von) Polymeren gibt es AUsnahmen, wo in bestimmten Grenzen die Viskosität mit steigender Temperatur steigt.

Rechnerisch ist so was kaum zu erfassen, es ist vielmehr so, daß die gemessenen Werte in ein Modell bzw. in eine Formel gepackt wird und nicht umgekehrt.

Du müßtest also zuerst prüfen, ob Deine Probe newtonisch ist, d.h. ob die Viskosität proportional mit der Scherwirkung steigt und wenn nicht, welches nichtnewtonische Verhalten vorliegt.

Gandalf

#3

hi,
ich noch mal

Du müßtest also zuerst prüfen, ob Deine Probe newtonisch ist, d.h. ob die Viskosität proportional mit der Scherwirkung steigt und wenn nicht, welches nichtnewtonische Verhalten vorliegt.

hier muß natürlich stehen, daß die Viskosität linear mit der Scherwirkung steigt!

Gandalf

#4

Hi Gandalf,

danke für die schnelle Antwort.
Dass die Viskosität mit der Temp. steigt ist natürlich falsch. Wollte eigentlich sagen dass je wärmer desto flüssiger…sprich die Viskosität sinkt…so wie du gesagt hast.

Die Flüssigkeiten bei denen ich gerne von der Auslaufzeit auf die mPa s umgerechnet hätte sind verschiedene UV-Lacke und wasserlösliche Druckfarben.

Hintergrund ist dass ich einfach mal sehen wollte wie die in Sek angegebene Auslaufzeit dieser Stoffe umgerechnet aussehen würde.

Darauf gekommen bin ich als ich nach Verfahren zur Onlinemessung und Regelung der Viskosität gesucht habe und bei dieser PDF geladnet bin.

http://prorheo.given.de/fileadmin/user_upload/pdfs/A…

Als ich dann die Formel aus der PDF (Gl.7) umgestellt habe und meine Dichte und Auslaufzeit eingesetzt habe kam halt nicht das raus was ich erwartet habe. Denn für Stoffe die „zäher“ sind als Wasser kamen halt Viskositäten raus die niedriger waren…

Oder andersherum gesagt habe ich mir überlegt wie ich, falls wir eine OnlineMesseinheit hätten, diese Anhand der Auslaufzeit auf richtiges Arbieten hin überprüfen kann. Dafür müsste ich halt von den Messergebnissen der Messeinheit mithilfe einer Formel auf die Auslaufzeit zurück rechnen.

Dann werd ich mich wohl mit den Angaben zur Auslaufzeit auf den Datenblättern zufrieden geben und mir über die Visko in mPa s keine Gedanken machen…Und falls wir sowas anschaffen sollten, werden die Hersteller bestimmt eine Formel für unser Material kennen.

MfG basti

#5

http://prorheo.given.de/fileadmin/user_upload/pdfs/A…

Als ich dann die Formel aus der PDF (Gl.7) umgestellt habe und
meine Dichte und Auslaufzeit eingesetzt habe kam halt nicht
das raus was ich erwartet habe. Denn für Stoffe die „zäher“
sind als Wasser kamen halt Viskositäten raus die niedriger
waren…

Das ist komisch. Gleichung 7 sieht ganz vernünftig aus: die Auslaufzeit ist proportional zur Viskosität und indirekt proportional zur Dichte (t=k*eta/rho). Den Vorfaktor k kann man ganz ohne weitere Berechnungen und Messung der Geometrie durch Vergleichsmessung mit dem Normöl bestimmen. (k=t_n*rho_n/eta_n; Index n bedeutet „Normöl“)

Ein prinzipieller Fehler des Versuchaufbaus ist natürlich, dass die untersuchte Flüssigkeit Newtonsch sein muss. Aus dem von Dir verlinkten Artikel geht aber hervor, dass der Fehler, den man bei nicht-Newtoneschen Lacken macht, für praktische Anwendungen klein genug ist.

Grüße,

Ptee

#6

Aus dem
von Dir verlinkten Artikel geht aber hervor, dass der Fehler,
den man bei nicht-Newtoneschen Lacken macht, für praktische
Anwendungen klein genug ist.

Sorry, das geht nicht hervor. Vielmehr wird die Scherrate abschätzt. Die Frage ist also, bei welcher Scherrate die Viskosität gemessen werden soll - davon hängt dann die Wahl des Auslaufbechers ab.