viskositet

Viskositet defineres som den egenskapen ved en væske at den motsetter seg at forskjellige lag i væsken beveger seg med forskjellige hastigheter. Dette er en form for friksjon. Motstanden ytrer seg som en spenning i strømretningen mellom lag som beveger seg i forhold til hverandre. Denne spenningen kalles skjærspenning.

Kvantitativt defineres viskositet som forholdet mellom skjærspenning og hastighetsforandring per lengdeenhet på tvers av strømningsretningen. Denne typen viskositet kalles dynamisk viskositet eller newtonsk viskositet.

Ifølge Isaac Newton er det typisk for de fleste væsker at skjærspenningen øker proporsjonalt med hastighetsgradienten. Viskositeten blir da en stoffkonstant som avhenger av trykk og temperatur i væsken. Regelen gjelder ikke ved store hastigheter når strømningen går over fra å være laminær til å være turbulent.

Viskositet defineres på tilsvarende vis for gasser. Gasser og væsker kalles med en fellesbetegnelse for fluider.

Strukturviskositeten avviker fra den dynamiske viskositeten ved at flytehastigheten ikke er proporsjonal med de kreftene som virker på væsken. Dette skyldes at det dannes en eller annen form for indre struktur.

Strukturviskositet omfatter for eksempel pseudoplastisitet og tiksotropi, og opptrer særlig i dispersjoner og i polymerer og polymerløsninger. Som eksempel nevnes tiksotropiske malinger hvor viskositeten forandrer seg ved omrøring. (Se også reologi.)

Viskositet måles i enheten pascal ganger sekund, altså Pa · s. I praksis brukes millipascal · sekund, mPa · s, for væsker og mikropascal · sekund, μPa · s, for gasser.

Av og til angis kinematisk viskositet, som er dynamisk viskositet dividert med tettheten til fluidet. Denne måles i m²/s.

Det brukes også en rekke andre enheter, som er fastsatt på grunnlag av målinger med standardiserte viskosimeter: Saybolt-sekunder, Redwood-sekunder, Engler-grader, Mooney-viskositet med flere. For disse enhetene finnes det tabeller med omregning til SI-enheter eller CGS-enheter.

For motoroljer brukes vanligvis inndeling etter SAE-grader (av engelsk Society of Automotive Engineers), hvor gradtallet betegner at viskositeten ved forskjellige temperaturer faller innenfor bestemte områder. Eksempler: SAE 10 med viskositet 60–90 mPa · s og SAE 50 med viskositet 450–800 mPa · s ved 25 °C.

Luft har ved 20 °C en viskositet på 18 μPa · s, og vann har 1 mPa · s. For de fleste væsker avtar viskositeten med økende temperatur, mens det motsatte er tilfelle for gasser.

Kjennskap til viskositet har praktisk betydning ved beregning av strømninger i ventilasjons- og pumpesystemer og for vurdering av oljers smøreegenskaper.

Ved smøring skilles deler som glir mot hverandre med et tynt lag med olje. For å gjøre motstanden minst mulig, bør denne ha lav viskositet. Oljen må dessuten fukte materialet som skal smøres, og den må ikke være så tyntflytende (ha så lav viskositet) at den flyter ut når delene presses mot hverandre. Siden viskositeten er sterkt temperaturavhengig, oppnås best smørevirkning over et stort temperaturområde ved å blande oljer med forskjellig viskositet.

Viskositetsmåling foregår som absoluttmålinger hvor man bestemmer motstanden mot bevegelsen av et fluid (væske eller gass) som funksjon av strømningshastigheten og hastighetsfordelingen i fluidet, og ut fra disse størrelsene regner ut viskositeten. For praktisk bruk foretas som regel sammenligningsmålinger med viskosimeter utstyrt med skala gradert i spesielle enheter: Saybolt-sekunder, Engler-grader og annet.

• viskosimeter
• reologi
• ikke-newtonsk væske