Viskosität temperaturabhängigkeit gas
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Försterling u. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten bilden sich im Fluid jedoch Verwirbelungen und die Strömung wird turbulent. die Viskosität nimmt ab. Chem.44, 1038-1058 (1940).
Autoren und Revisionen:
- Erstversion: R. Swiderski u.
Temperaturabhängigkeit der Viskosität.-Aus der kinetischen Gastheorie lässt sich herleiten, das sich die Viskosität eines Gases mit \(\sqrt{T}\) ändert.Bei turbulenten Strömungen finden Durchmischungsprozesse und Wirbelbildung statt. 70 mbar. Man benötigt erst eine gewissen Mindestkraft durch Drücken auf die Tube, damit die Zahnpasta aus der Öffnung fließt. aller gemessenen Gase in dieselbe Abbildung ein, so dass Sie eine Graphik ähnlich Abb. K14-3 erhalten.
- Nutzen Sie Tabelle 1, die Literaturwerte der Viskosität von Wasserstoff, Kohlendioxid und Sauerstoff bei der Temperatur \(T=296.1\;{\rm K}\) enthält:
Tabelle 1: Literaturwerte der Viskosität [5]
\(T=296.1\;{\rm K}\)Gasart Viskosität [\(\mu{\rm Pa \cdot s} \)] Wasserstoff 8.88 Kohlendioxid 14.76 Sauerstoff 20.49
Berechnen Sie aus den Werten der Tab.1 die Sollwerte für die Viskosität der verwendeten Gase bei Ihrer Messtemperatur durch Nutzung der Sutherland-Gleichung (Gl. Hier ist der Grund:
* Molekulare Bewegung: Die Gasviskosität wird hauptsächlich durch die Impulstransfer zwischen Gasmolekülen angetrieben. Bei Gasen ist die Viskosität allerdings weniger stark ausgeprägt. Beispiele hierfür sind Zahnpasta, Mayonnaise oder Ketchup.
Bingham-Fluide benötigen eine Mindest-Scherspannung, um ein Fließen des Fluids zu erreichen!
Bei einer Zahnpasta wird ein solches nicht-newtonsches Fließverhalten sehr anschaulich.
In gewissen Grenzen zeigt sich dabei ein proportionaler Zusammenhang:
\begin{align}
& F \sim \Delta v \\[5px]
\end{align}Einfluss des Abstandes der Platten (Dicke der Fluidschicht)
Die Stärke der Verschiebung und damit der Kraft, ist aber nicht nur durch die Geschwindigkeitsdifferenz bestimmt, sondern auch durch den Abstand der Platte.
Auch beim Versuch Ketchup aus einer Glasflasche zu bekommen, zeigt sich, dass das bloße Umdrehen der Flasche in der Regel nicht ausreicht. Bei höheren Temperaturen bewegen sich Gasmoleküle schneller und kollidieren häufiger. Bei einem laminaren Fluss strömt das Medium (das Fluid) in Schichten, die sich nicht vermischen.
Im Gegensatz zur dynamischen Viskosität als Maß für den inneren Fließwiderstand, kann die kinematische Viskosität salopp formuliert als Zähigkeit aufgefasst werden. Diese Größe wird deshalb auch Scherspannung τ genannt.
Kapillarviskosimetrie.– Die Messung der Viskosität eines Fluids wird als Viskosimetrie bezeichnet; die entsprechenden Geräte nennt man Viskosimeter (engl. Fährt man nun mit einem Löffel langsam durch den erhaltenen Stärke-Wasser-Brei (geringe Schergeschwindigkeit), so verhält sich die Mischung relativ flüssig.
Zusammenfassend:
* höhere Temperatur =schnellere molekulare Bewegung =mehr Kollisionen =höhere Viskosität. \] Daher ist \[ p_1 = p_0 - \rho \cdot g \cdot h. Im Übrigen gilt diese Gleichung auch für Newtonsche Flüssigkeiten mit einem Fließindex von n und K als dynamische Viskosität!
Bingham-Fluide
Es gibt aber auch Fluide, die überhaupt erst eine bestimmte Mindest-Scherspannung benötigen, damit die Fluidschichten abscheren.
Diese Anziehungskräfte wirken letztlich wie Reibungskräfte, die unter anderem ursächlich für das viskose Verhalten des Fluids sind. Honig besitzt sozusagen einen hohen Fließwiderstand, ist also weniger fließfähig. den sogenannten Geschwindigkeitsgradienten.