Viskosität

Die Viskosität ist ein Maß für den inneren Reibungswiderstand eines Fluids. Sie beschreibt, wie stark sich ein Fluid einer Verformung oder Strömung widersetzt. Niedrigviskose Fluide fließen leicht, hochviskose Fluide fließen zäh oder pastös.

In der Verfahrenstechnik beeinflusst die Viskosität maßgeblich das Strömungs- und Mischverhalten. Sie bestimmt den Energiebedarf beim Mischen, Fördern und Pumpen. Auch die Wärme- und Stoffübertragung hängen stark von der Viskosität ab.

Man unterscheidet zwischen dynamischer und kinematischer Viskosität. Die dynamische Viskosität beschreibt die Schubspannung in Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit, während die kinematische Viskosität zusätzlich die Dichte des Fluids berücksichtigt. Die kinematische Viskosität berücksichtigt zusätzlich die Dichte des Fluids.

Viele technische Fluide zeigen keine konstante Viskosität. Sie sind strukturviskos, scherverdünnend oder scherverdickend. Insbesondere Suspensionen, Polymerlösungen, Stärke- und Cellulosederivate verändern ihre Viskosität in Abhängigkeit von Scherung, Temperatur und Zeit. Die dynamische Viskosität wird durch folgende Gleichung beschrieben:

τ =  η *​ γ˙

• τ ist die Schubspannung (Pa)
• η ist die dynamische Viskosität (Pa·s) 
• γ˙ ist die Schergeschwindigkeit (1/s)

Die kinematische Viskosität ergibt sich aus:

ν = η / ρ

• ν (ny) ist die kinematische Viskosität in m²/s
• η (eta) ist die dynamische Viskosität in Pa·s
• ρ (rho) ist die Dichte in kg/m³

Die Viskosität ist eine Schlüsselgröße für die Auslegung von Mischern, Reaktoren, Trocknern und Förderanlagen. Eine korrekte Berücksichtigung ist entscheidend für stabile und reproduzierbare Prozesse.