Vergleich von Luftleckagen mit Flüssigkeitsleckagen

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Zum Vergleich der tatsächlichen Flüssigkeitsleckage mit der gemessenen Luftleckage wird die "dynamische Viskosität", auch Scherviskosität genannt, herangezogen. Bei den Flüssigkeiten muss hierbei auch die tatsächliche Betriebstemperatur berücksichtigt werden, da sich die Viskosität der Flüssigkeiten mit dem Temperaturan- oder -abstieg ebenfalls verändert.

Hier einige Beispiel-Stoffdaten:

 

Stoff  Dichte

[kg/m3]

Dynamische
Viskosität 
[10-6 Pa s]

Luft bei 
20°C


1,1881


17,98

Wasser bei 
20°C
80°C
100°C


998,2
971,8
958,4


1002,0
355,0
282,0

Glycerin bei 
20°C
150°C


1260,0
1155,0


1480000,0
1240,0

Für eine reine Luft-Leckage von z.B. 4,0 cm3/min im Wasserraum bedeutet dies

  • bei 20°C heißem Wasser eine Wasser-Leckage von ca. 0,07 cm3/min
  • bei 80°C heißem Wasser eine Wasser-Leckage von ca. 0,20 cm3/min
  • bei 100°C heißem Wasser eine Wasser-Leckage von ca. 0,25 cm3/min

Bei diesen Betrachtungen sind Verunreinigungen wie z.B. gelöster Kalk im Wasser oder sonstige Zusätze nicht berücksichtigt.

Viskosität: Definition und Bedeutung

Viskosität bezeichnet die Zähigkeit von Flüssigkeiten und Gasen und ist ein Maß für den inneren Flüssigkeitswiderstand gegen das Fließen. Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger ist das Fluid und umgekehrt. Bei einer niedrigen Viskosität kann das Fluid bei gleichen äußeren Bedingungen demnach schneller fließen. In einer zähen Flüssigkeit sind die Teilchen stärker aneinander gebunden und weniger beweglich. In diesem Zusammenhang spricht man von der inneren Reibung. Ihren Effekt kann man sich vereinfacht durch die Bewegung zweier übereinanderliegender und verzahnter Molekülschichten vorstellen: Die Moleküle gleiten beim Fließen aneinander vorbei. Um die Verzahnung zu überwinden, ist eine gewisse Kraft erforderlich. Der Zusammenhang zwischen dieser Kraft und den vorhandenen Eigenschaften des Fluids beschreibt die Viskosität.

Viskosität hat besonders in der Hydraulik eine besondere Bedeutung, da eine höhere Viskosität zu höheren Druckverlusten innerhalb einer Leitung führen kann. Um dies zu vermeiden, kann zum Beispiel ein größerer Leitungsdurchmesser oder eine leistungsstärkere Pumpe erforderlich sein.

Der Viskositätsfaktor wird von äußeren Bedingungen beeinflusst

In der Realität hat sich zwischen einer Luftleckage und einer Wasserleckage ein Faktor von ca. 65-70 herausgestellt. Für andere Medien sieht dieser Faktor völlig anders aus: Bei Ölen können je nach Viskosität leicht Faktoren zwischen 2000 und 150000 entstehen. Hier müssen unbedingt die realen Betriebsbedingungen und die daraus resultierende dynamische Viskosität des Mediums in Betracht gezogen werden. Außerdem gibt es Medien wie z. B. Benzin oder diverse Kühlmittel, die bei der Berührung mit Sauerstoff ausgasen. Hier ist es eventuell notwendig, auf eine entsprechende Gasdichtheit zu prüfen.

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