FLUID MECHANIK

HTI Biel - Mikrotechnik Fluidmechanik - 14 / 34
3. Reelle Flüssigkeiten
In Wirklichkeit bestehen zwischen den Molekülen einer Flüssigkeit Kräfte
elektrischen Ursprungs, die sogenannten Van der Waals Kräfte. Diese
Kräfte wirken abstossend, wenn die Distanz zwischen den Molekülen
unter einen Wert r 0 gedrückt wird, sie wirken anziehend, wenn die Distanz
grösser als r ist.
0
Mit dieser Theorie können folgende Eigenschaften realer Flüssigkeiten
erklärt werden:
3.1. Kompressibilität einer Flüssigkeit
Die Zusammendrückbarkeit oder Kompressibilität einer Flüssigkeit ist die
Volumenänderung �V, verursacht durch die Druckänderung �p, bei konstanter
Temperatur. Sie wird mit � bezeichnet und entspricht einem relativ kleinen Wert.
Anstelle der Kompressibilität wird auch das Kompressionsmdul K verwendet.
�V: Volumenäderung [m ]
3
�p: Druckänderung [N/m ]
2
V: Flüssigkeitsvolumen [m ]
3
2
�: Kompressibilität [m /N]
K: Kompressionsmodul [N/m ]
2
Bedingt durch die Volumenabnahme, erfolgt eine Zunahme der Dichte der Flüssigkeit
�________________________________________________________________________________
�: Dichte [kg/m ]
3
3.2. Viskosität einer Flüssigkeit
3.2.1. Newtonsche Flüssigkeit
Unter der Viskosität einer Flüssigkeit versteht man die Eigenschaft, die die Grösse des Widerstandes
bestimmt, den die Flüssigkeit einer Scherkraft entgegenwirkt. Die Viskosität rührt hauptsächlich von der
Wechselwirkung zwischen den Flüssigkeitsmolekülen her. Sie entspricht einer inneren Reibung. Das
folgende Model zeigt die Wirkungsweise der Viskosität.
Zwischen zwei grossen parallelen Platten befindet sich eine dünne
Flüssigkeitsschicht von der Dicke d. Wird die eine Platte mit
der Fläche A konstant mit der Geschwindigkeit parallel zur
andern bewegt, so bedarf es einer Kraft .
Die Flüssigkeit, die mit der bewegten Platte in Kontakt steht,
wird an ihr anhaften und sich mit der Geschwindigkeit v bewegen, während die Flüssigkeit, die in
© C. Meier / L. Müller, Dozenten für Physik BFH / HTI Biel [V 3.0]