EddyF's Kältetest-Thread - Viskositäten im Vergleich

Ja, die Maßhaltigkeit der Kugel ist entscheidend.

Die letzten Diskussionen her sind schon sehr interessant. Um die reine Viskosität zu messen, müssten die Kugeldurchmesser im Verhältnis zu den Röhrchendurchmessern eher klein sein, wie hier erklärt wird: Experimentelle Bestimmung der Viskosität (Viskosimetrie) - tec-science. In diesem Fall ist die Maßhaltigkeit der Kugeln irrelevant

Ich denke aber, mit Eddys Versuchsanordnung misst er zusätzlich Adhäsionseffekte oder auch thixotrope Effekte der Öle. Es kann also sein, dass bestimmte Öle durch den steigenden Druck im Spalt etwas dünnflüssiger werden als andere. Für unsere Praxis sind diese Effekte natürlich wichtiger als nur die reine Viskosität, daher denke ich schon, dass der vorliegende Versuchsaufbau seine Berechtigung hat.

EddyF.

RSE kommt

200ml reichen?

Astrotraveller56 Danke für die Rückführung der Diskussion auf die Aussagen der Strömungsphysik!

In Eddys Anordnung betrachten wir die (konstante) Fallgeschwindigkeit der Kugeln und verwenden diese als Indiz für die Viskosität des umgebenden Mediums (Öl).

In diesem Falle wird der Schwerkraft der Kugel die Reibungskraft nach Stoke entgegenwirken (Die Auftriebskraft der Kugel lassen wir erstmal weg)

Ist der Durchmesser des Zylinders groß genug, dann ist die Relativgeschwindigkeit in der Gleichung oben mit der Fallgeschwindigkeit der Kugel identisch.

Kommen wir in einen Bereich, indem z.B. die verdrängte Flüssigkeit nach oben an der Kugel vorgbei strömen muss und somit die Relativgeschwindigkeit in der Gleichung oben erheblich stört, dann ist hier die Annahme einer laminaren Strömung nicht mehr gegeben und die Anordnung macht wenig Sinn.

Nun kenne ich die Details von Eddys Anordnung nicht genug, aber fest steht, dass ein Unterschied im Spalt zwischen der Kugel und Röhrchenwand definitiv das Ergebnis verfälscht. Nun müssen wir uns mit der Frage beschätigen, ob die Tolleranzen der Röhrchendurchmesser (speziell der Innendurchmesser hier!) eine Vergleichbarkeit der Ergebnise zulassen.

Zitat von dummydoc

[ Nun müssen wir uns mit der Frage beschätigen, ob die Tolleranzen der Röhrchendurchmesser (speziell der Innendurchmesser hier!) eine Vergleichbarkeit der Ergebnise zulassen.

Ein Durchgang mit identischem Öl in allen Röhrchen würde die Toleranzen aufzeigen.

Die Spaltgröße spielt in jedem Fall eine Rolle. Ist ja so wie bei einer Düse, desto geringer der Durchmesser, desto länger braucht das Öl, bis es durchfließt. In diesem Fall ist der Ringspalt die "Düse". Das entspricht dem Hausverstand und ist auch weissenschaftlich nachgewiesen. Die Aussage von 1200ccm ist so nicht richtig. Ein Dokument, daß das belegt, habe ich ja schon beigefügt. Ansonsten sind auch die Ausführungen von dummydoc wissenschaftlich haltbar.

EddyF. wie groß ist denn die Differenz Kugel- zu Röhrchendurchmesser?

wasgaufan96: sehr guter Vorschlag! sehr effektiver Vergleich.

Zitat von Giacomo Agostini

Die Spaltgröße spielt in jedem Fall eine Rolle. Ist ja so wie bei einer Düse, desto geringer der Durchmesser, desto länger braucht das Öl, bis es durchfließt. In diesem Fall ist der Ringspalt die "Düse". Das entspricht dem Hausverstand und ist auch weissenschaftlich nachgewiesen. Die Aussage von 1200ccm ist so nicht richtig. Ein Dokument, daß das belegt, habe ich ja schon beigefügt. Ansonsten sind auch die Ausführungen von dummydoc wissenschaftlich haltbar.

EddyF. wie groß ist denn die Differenz Kugel- zu Röhrchendurchmesser?

Genau👍

Ein Vergaser ist da ein schlüssiges Beispiel.

Düsenstock und die (konische Nadel) bilden einen Ringspalt.....Nadel höher hängen = kleinerer Durchmesser steckt im Stock = Ringspalt grösser = mehr Durchfluss

EddyF.

Zitat von EddyF.

Innen 13,3mm und Kugeln 12mm !

IMHO handelt es sich hier, bezogen auf die verwendeten Öle und die Ringspaltabmessung sowie die Falllänge, um eine rein laminare Strömung. - Mit Wasser würde dies anders aussehen.

Ist doch ganz Einfach...

Man nehme billiges HLP 46 oder besser noch 68 (oder ein anderes eher hochviskoses billiges öl) und lässt die kugel im Röhrchen von EddyF. Sinken, misst die Zeit, und dann lässt man die Kugel in einem großen Behälter (mit dem selben öl) die gleiche Tiefe absinken und misst die Zeit wieder...ich wette die Kugel ist im großen Behälter viel schneller unten...und das liegt nicht an der Reibung der Kugel im Rohr ( diese Zentriert sich von selbst im Rohr wenn dieses lotrecht angeordnet ist)

Je höher die Viskosität desto deutlicher wird der Unterschied sein...umgekehrt mit dem Ringspalt

EddyF. Du könntest mit demselben Öl die Absinkzeit mit einem "großen" und einem "kleinen" Röhrchen mit derselben Kugel messen. Dann sieht man ja, ob da relevante Unterschiede bei rauskommen.

Bevor Eddy jetzt jedes Röhrchen neu befüllt, könnte jemand mit etwas Mathe-skill eine Vergleichsrechnung aufstellen?

Also wieviel an Flussgeschwindigkeit eine Differenz (zB 0,1 zu 0,5mm zusätzlich) am Ringspalt ausmacht.

Nein, nicht jedes Röhrchen, sondern zwei die sich halt im Durchmesser unterscheiden. Mit Theorie kommen wir hier nicht mehr weiter, weil ja selbst wissenschaftliche Aussagen von bestimmten Leuten ins Gegenteil verkehrt werden.

Die muss man ja erstmal finden, Ich geh mal davon aus dass EddyF. keine Innenmessschraube in der Größe hat.

Könntest du eine simple Grenzlehre basteln?

Zitat von TDiMichl_R5/R3

ochviskoses billiges öl) und lässt die kugel im Röhrchen von EddyF. Sinken, misst die Zeit, und dann lässt man die Kugel in einem großen Behälter (mit dem selben öl) die gleiche Tiefe absinken und misst die Zeit wieder...ich wette die Kugel ist im großen Behälter viel schneller unten...und das liegt nicht an der Reibung der Kugel im Rohr ( diese Zentriert sich von selbst im Rohr wenn dieses lotrecht angeordnet ist)

Je höher die Viskosität desto deutlicher wird der Unterschied sein...umgekehrt mit dem Ringspalt

Sinkgeschwindigkeit ist umgekehrt proportional zur Viskosität - da sollten wir uns einig sein, oder.

Wenn es also so wäre wie Du behauptet, die Viskosität eines Fluids in einem Rohr ist anders wie in einem großen Behälter, dann würde das ja heißen, dass Viskositätswerte aus einem Messgerät (Stabinger, Rotationviskimeter, Ubbelohde) niemals die Viskosität in der Ölwanne abbilden würden. Das wäre nämlich die Konsequenz aus Deiner These.

Und lieber Giacomo Agostini , kannst Du mir eine wissenschaftlich Arbeit zeigen, wo der Rohrdurchmesser in die Berechnung einfließt? In der von Dir zitierten Arbeit wird der Rohrdurchmesser als konstant angenommen und der Kugeldurchmesser mit einem Korrekturfaktor belegt.

Gestern hatte ich geschrieben, dass im normalen Kugelfallviskosimeter die Maßhaltigkeit der Kugeln keine Rolle spiele, aber das ist natürlich falsch. Morgens denkt man meistens besser, ein Blick auf das Stokessche Gesetz zeigt, dass die Reibungskraft natürlich vom Kugelradius r abhängt. Gleichzeitig müssen natürlich auch die Kugelmassen identisch sein, da die Sinkgeschwindigkeit nach Stokes quadratisch mit dem Durchmesser und linear mit der Dichte der Kugel zunimmt. Das gilt alles für laminare Strömungen. Man könnte jetzt mal die Reynolds-Zahl ausrechnen, um zu sehen, wann wir in den turbulenten Strömungsbereich kommen.

Zielführend wird das Ganze hier nicht sein, denn wir wollen hier doch keine strömungsmechanischen Berechnungen durchführen. Die Navier-Stokes-Differenzialgleichungen sind für mich schon abschreckend genug, aber wenn es unter uns ein paar Hydrodynamiker gibt, bitte sehr.

Lassen wir Eddys Versuche doch als Hilfsmittel so gelten wie sie sind. Informativ und wichtig sind sie auf jeden Fall, und seine Mühe und Ausdauer verdient größten Respekt.

In der nachfolgenden Formel für das Kugelfallviskosimeter sieht man, daß der Durchmesser des Prüfgefäßes (Röhrchen) in die Messung eingeht (letzte Formel - Ladenburg Formel nach dem Physiker Rudolf Ladenburg https://de.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Ladenburg). Der Durchmesser des Röhrchens spielt also eine Rolle. Was zu beweisen war.:

https://www.tu-chemnitz.de/chemie/physchem/files/praktika/bmp/V-A-Anleitung13.pdf