Öl/Viskosität: Unterschied zwischen den Versionen

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Wie bereits im [[Öl|Öl-Artikel]] geschrieben, gibt die Viskosität das innere Reibungsverhalten einer Flüssigkeit an. Anders Ausgedrückt, es ist der Widerstand, den eine Flüssigkeit einem auf sie wirkenden Druck entgegensetzt. Die technische Definition der Viskosität ist das Verhältnis des Drucks (Schubkraft) und der daraus resultierenden Geschwindigkeit der Flüssigkeit (Schergeschwindigkeit). Die Maßeinheit für die (dynamische) Viskosität ist:
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Wie bereits im [[Öl|Öl-Artikel]] geschrieben, gibt die Viskosität das innere Reibungsverhalten einer Flüssigkeit an. Anders Ausgedrückt, es ist der Widerstand, den eine Flüssigkeit einem auf sie wirkenden Druck entgegensetzt. Die technische Definition der Viskosität ist das Verhältnis des Drucks (Schubkraft) und der daraus resultierenden Geschwindigkeit der Flüssigkeit (Schergeschwindigkeit). Es wird zwischen der kinematischen und dynamischen Viskosität unterschieden.
  
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Kraft x Zeit/Fläche also Newton x Sekunde / m<sup>2</sup> (Ns / m<sup>2</sup>).
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== Kinematische Viskosität ==
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Sie ist definiert als Fläche pro Zeit, also ''Quadratmeter/Sekunde''.<br>
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Die SI Einheit ist ''m<sup>2</sup>·s<sup>-1</sup>''<br>
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Das Formelzeichen für die kinematische Viskosität ist: ν
  
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Häufiger wird jedoch die Einheit Pascalsekunde (Pas) verwendet, also Pa x s. 1 Pascal = 1 Newton / 1 m<sup>2</sup> (1 Pa = 1 N / 1 m<sup>2</sup>).
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=== Viskositätsbestimmung ===
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Die kinematische Viskosität kann messtechnischt ermittelt werden. Dazu wird entweder eine Kugel mit bekannter Masse und bekanntem Umfang in die Flüssigkeit fallen gelassen und die Sinkgeschwindigkeit gemessen. Oder die Flüssigkeit läuft durch eine Öffnung mit bekannter Größe und die Zeit wird gemessen, in der eine bestimmte Menge durch diese Öffnung geflossen ist.
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== Dynamische Viskosität ==
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Sie ist definiert als Kraft mal Zeit pro Fläche, also ''Newton·Sekunde/Quadratmeter''.<br>
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Die SI Einheit ist ''N·s·m<sup>-2</sup>'' oder ''kg·m<sup>-1</sup>·s<sup>-1</sup>''.<br>
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Das Formelzeichen für die dynamische Viskosität ist: η (oft auch μ).<br>
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Häufiger wird jedoch die Einheit Pascalsekunde (Pas) verwendet, also Pa·s. 1 Pascal = 1 N/1 m<sup>2</sup> (1 Pa = 1 N/1 m<sup>2</sup>).
  
 
Da eine Flüssigkeit mit 1 Pas sehr zähflüssig ist (Sirup hat ca. 20 Pas), werden für Motor- und Getriebeöle oft kleinere Einheiten genommen, meistens Millipascalsekunde (mPas) oder Centipoise (cP): 1 Pas = 1.000 cP.
 
Da eine Flüssigkeit mit 1 Pas sehr zähflüssig ist (Sirup hat ca. 20 Pas), werden für Motor- und Getriebeöle oft kleinere Einheiten genommen, meistens Millipascalsekunde (mPas) oder Centipoise (cP): 1 Pas = 1.000 cP.
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Je zähflüssiger eine Flüssigkeit ist, desto höher ist deren Viskosität und desto höher ist der Widerstand. Die Viskosität ändert sich insbesondere mit der Temperatur der Flüssigkeit. Je wärmer der Stoff ist, desto geringer wird seine Viskosität. Dieser Effekt ist bei Ölen besonders ausgreprägt. Ein Unterschied von 100° Celsius kann eine Änderung der Viskosität von über 90% ausmachen. Und diese Temperaturdifferenz ist in einem Motor nicht ungewöhnlich (siehe [[Öl#SAE Viskositätsklassen|SAE Tabelle]]).<br>
 
Je zähflüssiger eine Flüssigkeit ist, desto höher ist deren Viskosität und desto höher ist der Widerstand. Die Viskosität ändert sich insbesondere mit der Temperatur der Flüssigkeit. Je wärmer der Stoff ist, desto geringer wird seine Viskosität. Dieser Effekt ist bei Ölen besonders ausgreprägt. Ein Unterschied von 100° Celsius kann eine Änderung der Viskosität von über 90% ausmachen. Und diese Temperaturdifferenz ist in einem Motor nicht ungewöhnlich (siehe [[Öl#SAE Viskositätsklassen|SAE Tabelle]]).<br>
 
Flüssigkeiten mit hohen Viskositäten können besser Drücke aufnehmen. Dafür fliessen sie langsamer.
 
Flüssigkeiten mit hohen Viskositäten können besser Drücke aufnehmen. Dafür fliessen sie langsamer.
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== Viskositätsbestimmung ==
 
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Um die Viskosität zu bestimmen, wird entweder eine Kugel mit bekannter Masse und bekanntem Umfang in die Flüssigkeit fallen gelassen und die Sinkgeschwindigkeit gemessen. Oder die Flüssigkeit läuft durch eine Öffnung mit bekannter Größe und die Zeit wird gemessen, in der eine bestimmte Menge durch diese Öffnung geflossen ist. Auf diese Art ermittelt man die kinematische Viskosität, die in Quadratmeter pro Sekunde (m<sup>2</sup> / s) angegeben wird. Die (dynamische) Viskosität, so wie sie auch für Öle angegeben ist, bezieht auch die  Dichte der Flüssigkeit mit ein.
 
  
 
== SAE Viskositätsklassen ==
 
== SAE Viskositätsklassen ==

Version vom 29. April 2013, 12:07 Uhr

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Wie bereits im Öl-Artikel geschrieben, gibt die Viskosität das innere Reibungsverhalten einer Flüssigkeit an. Anders Ausgedrückt, es ist der Widerstand, den eine Flüssigkeit einem auf sie wirkenden Druck entgegensetzt. Die technische Definition der Viskosität ist das Verhältnis des Drucks (Schubkraft) und der daraus resultierenden Geschwindigkeit der Flüssigkeit (Schergeschwindigkeit). Es wird zwischen der kinematischen und dynamischen Viskosität unterschieden.

Kinematische Viskosität

Sie ist definiert als Fläche pro Zeit, also Quadratmeter/Sekunde.
Die SI Einheit ist m2·s-1
Das Formelzeichen für die kinematische Viskosität ist: ν

Viskositätsbestimmung

Die kinematische Viskosität kann messtechnischt ermittelt werden. Dazu wird entweder eine Kugel mit bekannter Masse und bekanntem Umfang in die Flüssigkeit fallen gelassen und die Sinkgeschwindigkeit gemessen. Oder die Flüssigkeit läuft durch eine Öffnung mit bekannter Größe und die Zeit wird gemessen, in der eine bestimmte Menge durch diese Öffnung geflossen ist.

Dynamische Viskosität

Sie ist definiert als Kraft mal Zeit pro Fläche, also Newton·Sekunde/Quadratmeter.
Die SI Einheit ist N·s·m-2 oder kg·m-1·s-1.
Das Formelzeichen für die dynamische Viskosität ist: η (oft auch μ).
Häufiger wird jedoch die Einheit Pascalsekunde (Pas) verwendet, also Pa·s. 1 Pascal = 1 N/1 m2 (1 Pa = 1 N/1 m2).

Da eine Flüssigkeit mit 1 Pas sehr zähflüssig ist (Sirup hat ca. 20 Pas), werden für Motor- und Getriebeöle oft kleinere Einheiten genommen, meistens Millipascalsekunde (mPas) oder Centipoise (cP): 1 Pas = 1.000 cP.

Generell gilt:
Je zähflüssiger eine Flüssigkeit ist, desto höher ist deren Viskosität und desto höher ist der Widerstand. Die Viskosität ändert sich insbesondere mit der Temperatur der Flüssigkeit. Je wärmer der Stoff ist, desto geringer wird seine Viskosität. Dieser Effekt ist bei Ölen besonders ausgreprägt. Ein Unterschied von 100° Celsius kann eine Änderung der Viskosität von über 90% ausmachen. Und diese Temperaturdifferenz ist in einem Motor nicht ungewöhnlich (siehe SAE Tabelle).
Flüssigkeiten mit hohen Viskositäten können besser Drücke aufnehmen. Dafür fliessen sie langsamer.

SAE Viskositätsklassen

Die SAE Werte (= DIN 51511) in Viskositätswerte übersetzt:

SAE Viskosität Kaltstart (cP bei °C) Pumpfähigkeit (cP bei °C) Min. Viskosität (cSt) bei 100°C Max. Viskosität (cSt) bei 100°C Min. Viskosität (cP) bei 150°C
0W 6.200 bei -35 60.000 bei -40 3,8
5W 6.600 bei -30 60.000 bei -35 3,8
10W 7.000 bei -25 60.000 bei -30 4,1
15W 7.000 bei -20 60.000 bei -25 5,6
20W 9.500 bei -15 60.000 bei -20 5,6
25W 13.000 bei -10 60.000 bei -15 9,3
20 5,6 < 9,3 2,6
30 9,3 < 12,5 2,9
40 12,5 < 16,3 2,9
40 12,5 < 16,3 3,7
50 16,3 < 21,9 3,7
60 21,9 < 26,1 3,7
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