Rechner für die kinematische Viskosität von Luft

Die kinematische Viskosität beschreibt, wie leicht sich Impuls in einem strömenden Fluid unter Berücksichtigung seiner Dichte ausbreitet. Sie wird mit dem griechischen Buchstaben nu bezeichnet und entspricht der dynamischen Viskosität geteilt durch die Dichte. Die dynamische Viskosität misst den inneren Widerstand gegen Scherung, die Dichte die Masse pro Volumeneinheit. Zwei Luftproben mit ähnlicher dynamischer Viskosität können daher bei unterschiedlichen Drücken und Dichten deutlich verschiedene kinematische Viskositäten haben. Dieser Rechner schätzt die dynamische Viskosität trockener Luft mit der Sutherland-Formel. Die Temperatur wird in Kelvin umgerechnet; anschließend wird die Viskosität mit Standardkonstanten für Luft bestimmt. Mit steigender Lufttemperatur nimmt die dynamische Viskosität zu, weil schnellere Moleküle mehr Impuls zwischen benachbarten Schichten übertragen. Unter üblichen Gasbedingungen beeinflusst der Druck die dynamische Viskosität direkt nur wenig, verändert jedoch die Dichte stark und damit auch die kinematische Viskosität. Die Feuchtluftdichte wird aus Partialdrücken berechnet. Relative Feuchte und Sättigungsdampfdruck bestimmen den Wasserdampfpartialdruck; der verbleibende Anteil entfällt auf trockene Luft. Beide Anteile werden mit ihrer jeweiligen spezifischen Gaskonstante berechnet. Bei gleicher Temperatur und gleichem Druck ist Wasserdampf weniger dicht als trockene Luft, weshalb feuchte Luft eine etwas geringere Dichte hat. Im Druckfeld muss der Absolutdruck in bar stehen, nicht der Relativdruck. Intern wird ein bar in 100,000 Pascal umgerechnet. Die Reynolds-Zahl vergleicht Trägheits- und Zähigkeitseffekte. Sie ergibt sich aus Dichte mal Geschwindigkeit mal charakteristischer Länge, geteilt durch die dynamische Viskosität. Gleichwertig ist Geschwindigkeit mal Länge, geteilt durch die kinematische Viskosität. Wählen Sie eine zur Aufgabe passende Länge, etwa Rohrdurchmesser, Profilsehnenlänge oder Objektbreite. Die Reynolds-Zahl hilft, Strömungsähnlichkeit sowie eine voraussichtlich laminare, Übergangs- oder turbulente Strömung zu beurteilen. Die Übergangsgrenzen hängen jedoch von Geometrie und Störungen ab. Die Gleichungen liefern nützliche technische Schätzwerte für Aerodynamik, Lüftung, Laborarbeit und Strömungsmechanik. Sie setzen ideales Gasverhalten der Luft voraus und nutzen eine kompakte Näherung für den Sättigungsdruck. Sehr hohe Drücke, extreme Temperaturen, Kondensation oder ungewöhnliche Gasgemische erfordern Stoffwerttabellen oder ein validiertes thermodynamisches Modell. Wenn das Ergebnis empfindlich auf die Viskosität reagiert, verwenden Sie stets Bedingungen der tatsächlichen Strömung statt Standardwerten auf Meereshöhe.