Kapillarrheometer - Versionsgeschichte

Oluschinski am 8. Januar 2026 um 12:42 Uhr

2026-01-08T12:42:28Z

← Nächstältere Version		Version vom 8. Januar 2026, 14:42 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
			{{Language_sel\|LANG=eng\|ARTIKEL=Capillary Rheometer}}
	{{PSM_Infobox}}		{{PSM_Infobox}}
	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Kapillarrheometer</span> (Autor: [[Radusch,_Hans-Joachim\|Prof. Dr. H.-J. Radusch]])		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Kapillarrheometer</span> (Autor: [[Radusch,_Hans-Joachim\|Prof. Dr. H.-J. Radusch]])

Loeffler-Kamann am 22. Oktober 2024 um 13:07 Uhr

2024-10-22T13:07:44Z

← Nächstältere Version		Version vom 22. Oktober 2024, 15:07 Uhr
Zeile 110:		Zeile 110:
	\|Die Herausgeber des Lexikons danken Prof. Dr. H.-J. Radusch, [https://www.uni-halle.de/ Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Polymer_Service_Merseburg Polymer Service GmbH Merseburg] für diesen Gastbeitrag.		\|Die Herausgeber des Lexikons danken Prof. Dr. H.-J. Radusch, [https://www.uni-halle.de/ Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Polymer_Service_Merseburg Polymer Service GmbH Merseburg] für diesen Gastbeitrag.
	\|}		\|}

			==Siehe auch==
			*[[Rheometrie]]
			*[[Schmelze-Volumenfließrate]]
			*[[Schmelze-Massefließrate]]


	'''Literaturhinweise'''		'''Literaturhinweise'''
Zeile 115:		Zeile 121:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|[[Radusch,_Hans-Joachim\|Radusch, H.-J.]]: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2015~~) 3. Auflage, S. ~~60–63~~ (ISBN 978-3-446-~~44350~~-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|[[Radusch,_Hans-Joachim\|Radusch, H.-J.]]: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2024) 4. Auflage, S. 57–59 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]

Oluschinski am 22. Juni 2023 um 06:00 Uhr

2023-06-22T06:00:29Z

← Nächstältere Version		Version vom 22. Juni 2023, 08:00 Uhr
Zeile 118:		Zeile 118:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]
	\|Schramm, G.: Einführung in die Rheologie und Rheometrie. Gebrüder Haake, Karlsruhe (~~1995~~)		\|Schramm, G.: Einführung in die Rheologie und Rheometrie. Gebrüder Haake, Karlsruhe (2. Auflage 2004)
	\|}		\|}

	[[Kategorie:Verarbeitungsrelevante Eigenschaften]]		[[Kategorie:Verarbeitungsrelevante Eigenschaften]]
	[[Kategorie:Gastbeiträge]]		[[Kategorie:Gastbeiträge]]

Oluschinski am 28. November 2022 um 08:34 Uhr

2022-11-28T08:34:34Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. November 2022, 10:34 Uhr
Zeile 108:		Zeile 108:
	{\|		{\|
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|Die Herausgeber des Lexikons danken Prof. Dr. H.-J. Radusch, [https://www.uni-halle.de/ Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg] und [https://~~www~~.~~polymerservice-merseburg~~.de/ Polymer Service GmbH Merseburg] für diesen Gastbeitrag.		\|Die Herausgeber des Lexikons danken Prof. Dr. H.-J. Radusch, [https://www.uni-halle.de/ Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Polymer_Service_Merseburg Polymer Service GmbH Merseburg] für diesen Gastbeitrag.
	\|}		\|}

Posch am 12. Januar 2021 um 12:53 Uhr

2021-01-12T12:53:02Z

← Nächstältere Version		Version vom 12. Januar 2021, 14:53 Uhr
Zeile 23:		Zeile 23:
	==Messprinzip eines Kapillarrheometers==		==Messprinzip eines Kapillarrheometers==

	Kapillarrheometer arbeiten nach folgendem Messprinzip. Die zu charakterisierende Flüssigkeit wird nach entsprechender Temperierung aus einem Reservoir mit Hilfe der Schwerkraft oder von Druck durch eine entsprechende Kapillare gefördert. Der vor der Kapillare anliegende Druck fällt bis zum Kapillarende auf den Umgebungsdruck ab. Dieser Druckgradient sowie das pro Zeiteinheit durch die Kapillare strömende Volumen werden gemessen und daraus die rheologischen [[Werkstoffkenngröße\|Kenngrößen]] berechnet. Beim [[Messen]] mit Kapillarviskosimetern kann die Vorgabe der Druckdifferenz Δp und die Messung des Volumenstromes Q realisiert werden (CS-Prinzip; '''c'''ontrolled '''s'''tress), oder es erfolgt die Vorgabe des Volumenstroms Q und die Messung der resultierenden Druckdifferenz (CR-Prinzip; '''C'''ontrolled '''R'''ate).<br>		Kapillarrheometer arbeiten nach folgendem Messprinzip. Die zu charakterisierende Flüssigkeit wird nach entsprechender Temperierung aus einem Reservoir mit Hilfe der Schwerkraft oder von Druck durch eine entsprechende Kapillare gefördert. Der vor der Kapillare anliegende Druck fällt bis zum Kapillarende auf den Umgebungsdruck ab. Dieser Druckgradient sowie das pro Zeiteinheit durch die Kapillare strömende Volumen werden gemessen und daraus die rheologischen [[Werkstoffkenngröße\|Kenngrößen]] berechnet. Beim [[Messen]] mit Kapillarviskosimetern kann die Vorgabe der Druckdifferenz Δp und die Messung des Volumenstromes Q realisiert werden (CS-Prinzip; '''C'''ontrolled '''S'''tress), oder es erfolgt die Vorgabe des Volumenstroms Q und die Messung der resultierenden Druckdifferenz (CR-Prinzip; '''C'''ontrolled '''R'''ate).<br>
	Der prinzipielle Verlauf der Fließgeschwindigkeit, der Schergeschwindigkeit, der [[Biegeversuch Schubspannung\|Schubspannung]] und der [[Viskosität]] von ~~NEWTON’schen~~ bzw. ~~nicht-NEWTON’schen~~ Fluiden ist in '''Bild 1''' dargestellt. Zur Beschreibung der Strömungsvorgänge in Kapillaren werden Kräfte- und Massenbilanzen, ein Schubspannungsansatz sowie Randbedingungen zu Grunde gelegt.		Der prinzipielle Verlauf der Fließgeschwindigkeit, der Schergeschwindigkeit, der [[Biegeversuch Schubspannung\|Schubspannung]] und der [[Viskosität]] von newtonschen bzw. nichtnewtonschen Fluiden ist in '''Bild 1''' dargestellt. Zur Beschreibung der Strömungsvorgänge in Kapillaren werden Kräfte- und Massenbilanzen, ein Schubspannungsansatz sowie Randbedingungen zu Grunde gelegt.

	[[Datei:Kapillarrheometer1.jpg]]		[[Datei:Kapillarrheometer1.jpg]]
Zeile 30:		Zeile 30:
	\|- valign="top"		\|- valign="top"
	\|width="50px"\|'''Bild 1''':		\|width="50px"\|'''Bild 1''':
	\|width="600px" \|Schematische Darstellung von Fließgeschwindigkeit, Schergeschwindigkeit, Schubspannung und Viskosität beim Fließen eines ~~NEWTON’schen~~ und ~~nicht-NEWTON’schen~~ Fluids (nach [2])		\|width="600px" \|Schematische Darstellung von Fließgeschwindigkeit, Schergeschwindigkeit, Schubspannung und Viskosität beim Fließen eines newtonschen und nichtnewtonschen Fluids (nach [2])
	\|}		\|}

Posch am 15. Mai 2020 um 12:45 Uhr

2020-05-15T12:45:06Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. Mai 2020, 14:45 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
	{{PSM_Infobox}}		{{PSM_Infobox}}
	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Kapillarrheometer</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Kapillarrheometer</span> (Autor: [[Radusch,_Hans-Joachim\|Prof. Dr. H.-J. Radusch]])

	==Allgemeine Grundlagen==		==Allgemeine Grundlagen==
Zeile 105:		Zeile 105:
	\|}		\|}

			'''Danksagung'''
			{\|
			\|-valign="top"
			\|Die Herausgeber des Lexikons danken Prof. Dr. H.-J. Radusch, [https://www.uni-halle.de/ Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg] und [https://www.polymerservice-merseburg.de/ Polymer Service GmbH Merseburg] für diesen Gastbeitrag.
			\|}

	'''Literaturhinweise'''		'''Literaturhinweise'''
Zeile 117:		Zeile 122:

	[[Kategorie:Verarbeitungsrelevante Eigenschaften]]		[[Kategorie:Verarbeitungsrelevante Eigenschaften]]
			[[Kategorie:Gastbeiträge]]

Posch am 14. Mai 2020 um 12:26 Uhr

2020-05-14T12:26:41Z

← Nächstältere Version		Version vom 14. Mai 2020, 14:26 Uhr
Zeile 110:		Zeile 110:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|Radusch, H.-J.: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 60–63 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|[[Radusch,_Hans-Joachim\|Radusch, H.-J.]]: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 60–63 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]

Oluschinski am 13. August 2019 um 05:14 Uhr

2019-08-13T05:14:57Z

← Nächstältere Version		Version vom 13. August 2019, 07:14 Uhr
Zeile 110:		Zeile 110:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|Radusch, H.-J.: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 60–63 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Radusch, H.-J.: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 60–63 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]

Oluschinski: Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Kapillarrheometer ==Allgemeine Grundlagen== Kapillarrheometer werden zur Bestimmung des F…“

2017-08-14T11:50:44Z

Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Kapillarrheometer ==Allgemeine Grundlagen== Kapillarrheometer werden zur Bestimmung des F…“

Neue Seite

{{PSM_Infobox}}
Kapillarrheometer

==Allgemeine Grundlagen==

Kapillarrheometer werden zur Bestimmung des Fließverhaltens von [[Polymer|Polymerschmelzen]] eingesetzt [1].

Die Kapillarrheometer sind dadurch gekennzeichnet, dass das zu untersuchende Fluid eine Kapillare durchströmt, die einen Kreisquerschnitt, Kreisringquerschnitt oder auch rechteckigen Querschnitt (Schlitz) aufweisen kann. Kapillarrheometer werden sowohl für niedrigviskose als auch für hochviskose Fluide eingesetzt. Sie können diskontinuierlich oder auch kontinuierlich arbeiten. Bei niedrigviskosen Fluiden
arbeiten sie nach dem Schwerkraftprinzip wogegen bei hochviskosen Fluiden entsprechende Fließdrücke aufgebracht werden müssen.

==Arten von Kapillarrheometern==

Man unterscheidet die folgenden Kapillarrheometer:
* Niederdruckkapillarrheometer
: * OSTWALD-Typ
: * UBBELOHDE-Typ
: * CANNON-FENSKE-Typ
* Hochdruckkapillarrheometer
: * diskontinuierlich (Zylinder-Kolben-System) mit variierbarer Kolbenkraft
: * diskontinuierlich (Zylinder-Kolben-System) mit variierbarer Kolbengeschwindigkeit und
: * kontinuierlich (Zylinder-Schnecke-System).

==Messprinzip eines Kapillarrheometers==

Kapillarrheometer arbeiten nach folgendem Messprinzip. Die zu charakterisierende Flüssigkeit wird nach entsprechender Temperierung aus einem Reservoir mit Hilfe der Schwerkraft oder von Druck durch eine entsprechende Kapillare gefördert. Der vor der Kapillare anliegende Druck fällt bis zum Kapillarende auf den Umgebungsdruck ab. Dieser Druckgradient sowie das pro Zeiteinheit durch die Kapillare strömende Volumen werden gemessen und daraus die rheologischen [[Werkstoffkenngröße|Kenngrößen]] berechnet. Beim [[Messen]] mit Kapillarviskosimetern kann die Vorgabe der Druckdifferenz Δp und die Messung des Volumenstromes Q realisiert werden (CS-Prinzip; '''c'''ontrolled '''s'''tress), oder es erfolgt die Vorgabe des Volumenstroms Q und die Messung der resultierenden Druckdifferenz (CR-Prinzip; '''C'''ontrolled '''R'''ate). 
Der prinzipielle Verlauf der Fließgeschwindigkeit, der Schergeschwindigkeit, der [[Biegeversuch Schubspannung|Schubspannung]] und der [[Viskosität]] von NEWTON’schen bzw. nicht-NEWTON’schen Fluiden ist in '''Bild 1''' dargestellt. Zur Beschreibung der Strömungsvorgänge in Kapillaren werden Kräfte- und Massenbilanzen, ein Schubspannungsansatz sowie Randbedingungen zu Grunde gelegt.

[[Datei:Kapillarrheometer1.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px" |Schematische Darstellung von Fließgeschwindigkeit, Schergeschwindigkeit, Schubspannung und Viskosität beim Fließen eines NEWTON’schen und nicht-NEWTON’schen Fluids (nach [2])
|}

==Rheologische Kenngrößen==

Für Kapillaren mit Kreisquerschnitt gelten die Gln. (1) bis (4). Die [[Biegeversuch Schubspannung|Schubspannung]] ergibt sich in Abhängigkeit vom Radius r aus
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \tau_{r}=\frac{r}{2\Delta l}\Delta p</math>
|(1)
|}

mit
{|
|-
|Δl
|width="15px" |
|Kapillarlänge zwischen den Druckmessstellen
|-
|Δp
|
|Druckabfall über den Kapillarabschnitt Δl
|}

Das Geschwindigkeitsgefälle in Abhängigkeit vom Kapillarradius lässt sich aus dem Volumendurchsatz bestimmen:
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \dot{\gamma_{r}}=\frac{4}{\pi r^{3}}Q</math>
|(2)
|}

Die zeitabhängige Bestimmung eines Volumenstromes Q = V/t durch ein Rohr mit der Länge Δl bei einem Druckgefälle Δp ist mittels der Beziehung nach HAGEN-POISSEUILLE möglich (Gl. (3)), aus der sich die Viskosität η bestimmen lässt.
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \frac{dV}{dt}=\frac{\pi r^{4}\Delta p}{8 \eta \Delta l}</math>
|(3)
|}

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \eta = \frac{\pi r^{4}\Delta p}{8 V \Delta l}t=\frac{\pi r^{4}}{8 \Delta l}\frac{\Delta p}{Q}</math>
|(4)
|}

Für Kapillaren mit Rechteckquerschnitt, d. h. Schlitz mit der Höhe h und der Weite w gilt bei h << w für die Schubspannung an der Wand:
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \tau_{w}=\frac{h}{2}\frac{\Delta p}{\Delta l}</math>
|(5)
|}

Für das Geschwindigkeitsgefälle folgt

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \dot{\gamma_{w}}=\frac{6}{w h^{2}}Q</math>
|(6)
|}

und die [[Viskosität]] entsprechend

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \eta = \frac{w h^{3}}{12 \Delta l}\frac {\Delta p}{Q}</math>
|(7)
|}

'''Literaturhinweise'''
{|
|-valign="top"
|[1]
|Radusch, H.-J.: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 60–63 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
|-valign="top"
|[2]
|Schramm, G.: Einführung in die Rheologie und Rheometrie. Gebrüder Haake, Karlsruhe (1995)
|}

[[Kategorie:Verarbeitungsrelevante Eigenschaften]]