Viscositeit

Betekenis

Viscositeit beschrijft de mate van samenhang of stroperigheid van een vloeistof en is een maat voor de inwendige wrijving tussen de deeltjes van het materiaal. Het kan ook worden omschreven als de weerstand van een vloeistof tegen een erop uitgeoefende kracht; in formulevorm is viscositeit gelijk aan de afschuifspanning τ (F/A) gedeeld door de afschuifsnelheid γ (v/D), met eenheid Ns/m². Een lage viscositeit duidt op een zeer vloeibaar medium (bijv. water), een hoge viscositeit op een dikvloeistof (bijv. stroop).

Toepassing

Viscositeit speelt een rol in diverse toepassingen en onderzoeken.

• Samenhang verhogen in onderwaterbeton door toevoeging van colloïdale hulpstoffen om uitspoelen van pasta tegen te gaan.
• Meten van stroperigheid met viscometers volgens de Brookfield- of Krebsmethode.
• Demonstraties en vergelijkende proeven met vallende kogels in buisjes met verschillende oliën.
• Studie van stromingseigenschappen in de reologie van complexe stoffen zoals modder, suspensies en polymeren.
• Praktische voorbeelden in het dagelijks leven, bijvoorbeeld het shaken van een ketchupfles of kloppen van bloem met water.

Aandachtspunten

• Temperatuur beïnvloedt de viscositeit sterk: voor veel vloeistoffen daalt de viscositeit bij hogere temperatuur, waardoor ze vloeibaarder worden; asfaltbitumen toont bijvoorbeeld bij verhitting een sterk meer vloeibaar gedrag.
• Hoge viscositeit betekent grotere weerstand tegen stroming en hogere interne wrijving.
• Meetmethode en toestel beïnvloeden de uitkomst; viscometers gebruiken vaak een ronddraaiend element en verschillende methoden (Brookfield, Krebs) bepalen de meetprocedure.
• Een juiste interpretatie vereist kennis van de gebruikte eenheid (Ns/m²) en de bedoelde grootheden (afschuifspanning en afschuifsnelheid).

Bepaling / meting

• Viscometers (ook viscosimeters genoemd) meten de viscositeit door de weerstand te bepalen van een ronddraaiend element in een vloeistof.
• Gangbare meetmethoden zijn de Brookfield-methode en de Krebsmethode.
• Vallende-kogelproeven illustreren viscositeitsverschillen: kogels van gelijke massa in buisjes met verschillende oliën dalen met verschillende snelheden afhankelijk van de viscositeit.

Reologie

Reologie is de wetenschap die het vloeibare karakter en de stromingseigenschappen van stoffen onderzoekt, met bijzondere aandacht voor complex opgebouwde vloeistoffen zoals suspensies, polymeren en modder. Reologische waarnemingen uit het dagelijks leven zijn onder meer dat het schudden van een ketchupfles de viscositeit verlaagt en dat het kloppen van bloem met water de viscositeit verhoogt.