Viskositäten

Abschätzung

Andere Quellen für Viskositätswerte

1. Gase

2. Flüssigkeiten

3. Gemische

4. Emulsionen

5. Suspensionen

1. Gase

Die Viskosität von Gasen ist von Temperatur und Druck abhängig. Für viele Gase und Gasgemische sind Viskositäten in einschlägigen Tabellenwerken, z.B. dem VDI-Wärmeatlas, tabelliert. Eine Abschätzung für mäßig komprimierte Gase kann nach folgender Gleichung erfolgen :

Die Temperatur T ist in °K einzusetzen. Die Viskosität bei 20°C sowie die Koeffizienten A und B sind für einige Gase in folgender Tabelle zusammengestellt. Weitere Werte sind in Verfahrenstechnische Berechnungsmethoden- Teil 7 : Stoffwerte zur finden.

 Name h20°C 10^-7 Pas  A  B
 Luft  182,2  18,13  0,656
 Kohlendioxid  149,1  22,56  0,767
 Chlor  131,5  8,99  0,879
 Wasserstoff  87,7  13,34  0,648
 Wasserdampf  106,9  -29,33  1,014
 Ammoniak  101,7  -11,74  0,993
 Stickstoff  174,8  16,6  0,651
 Sauerstoff  202,9  22,25  0,666
 Methan  110,1  24,4  0,719
Dicyan  100,1  5,26  0,903
 Acetylen  101,5  19,01  0,805
 Ethylen  100,3  19,73  0,797
 Essigsäure  72  126,15  1,006
 Ethan  92,9  20,84  0,788
 Methanol  86,15  3,67  0,913
 Propen  84,7  11,07  0,865
 Aceton  74,6  -12,22  0,994
 Propan  81,1  18,18  0,811
Butan  73,8  -10,41  0,986
Benzol  74,8  -1,06  0,941
 Toluol  68,6  60,06  0,888
Quelle : Verfahrentechnische Berechnungsmethoden Teil 7

Bei höheren Drücken gewinnen die intermolekularen Wechselwirkungen an Bedeutung. Eine Abschätzung kann nach JOSSI,STIEL und THODOS erfolgen :

Unpolare Stoffe :

Polare Stoffe :

Hier bei steht für den reduzierte Dichte, d.h. der Quotient aus Dichte beim Druck p zur Dichte am kritischen Punkt. Weitere kritische Größen sind der kritische Druck pc sowie die kritische Temperatur Tc, die in bar bzw. K einzusetzen sind. Kritische Daten einiger Daten sind im Internet zu finden. Die Molare Masse des Gases M ist in kg/kmol zu nutzen. Die errechnete Viskosität ergibt sich in 10-7 Pas. Die gleiche Einheit gilt auch für die Viskosität bei Normaldruck p1bar.

2. Flüssigkeiten

Die Abschätzung der Viskosität von Flüssigkeiten ist äußerst schwierig. Insbesondere durch die einfache Meßbarkeit wird eine Abschätzung nur selten gebraucht. Auch enthalten Tabellenwerke ausreichend Werte. Möchte man aus bekannten Viskositätswerten jedoch die Viskosität bei einer veränderten Temperatur abschätzen, dann hilft folgende Gleichung vom Antoine-Typ weiter :

Die Parameter A-C sind aus experimentellen Werten zu ermitteln. Sie betragen beispielsweise für Wasser näherungsweise A=4,4e-6 Pas, B=1233,7 K, C=-67,33 K.

Die Viskosität von Flüssigkeiten ist in weiten Bereichen nicht vom Druck abhängig. Bis zu einem Druck von 100 bar kann eine Druckabhängigkeit der Viskosität vernachlässigt werden. Jenseits dieses Bereiches kann eine exponentielle Abhängigkeit nach :

angenommen werden. Die Parameter A und B sind aus experimentellen Werten abzuleiten.

3. Gemische

Für gasförmige Gemische aus N Komponenten gilt näherungsweise :

mit

Hierbei stehen h, x und M für die Viskosität, den Masseanteil und die molare Masse einer Komponente.

Bei Flüssigkeitsmischungen kann eine Abschätzung der Mischviskosität mit :

erfolgen.