Viskositäts-Umrechner
Rechnen Sie zwischen Einheiten der dynamischen Viskosität (Pa·s, mPa·s, Poise, cP) und der kinematischen Viskosität (m²/s, mm²/s, Stokes, cSt) um. Geben Sie einen Wert ein, wählen Sie eine Einheit und ergänzen Sie die Dichte, um zwischen den beiden Familien zu wechseln.
Viskositätseinheiten umrechnen
Formel des Viskositäts-Umrechners
mit:
- \(\mu\) — dynamische Viskosität (Pa·s)
- \(\nu\) — kinematische Viskosität (m²/s)
- \(\rho\) — Dichte des Fluids (kg/m³)
Die beiden Formeln verknüpfen dynamische und kinematische Viskosität über die Dichte. Innerhalb jeder Familie werden die Einheiten mit festen Faktoren umgerechnet: \(1\ \text{Pa·s} = 10\ \text{P} = 1000\ \text{cP}\) und \(1\ \text{m}^2/\text{s} = 10^4\ \text{St} = 10^6\ \text{cSt}\).
Viskositäts-Umrechner – Rechenbeispiel
Beispiel: ein Öl mit einer dynamischen Viskosität von 100 cP und einer Dichte von 0,85 g/cm³ (850 kg/m³).
\[ \mu = 100\ \text{cP} = 100 \times 0.001 = 0.1\ \text{Pa·s} = 1\ \text{P} \]
\[ \nu = \frac{\mu}{\rho} = \frac{0.1}{850} = 1.17647 \times 10^{-4}\ \text{m}^2/\text{s} \approx 117.65\ \text{cSt} \]
Ergebnis: 100 cP entsprechen 0,1 Pa·s, 100 mPa·s, 1 Poise; bei 850 kg/m³ entsprechen sie zusätzlich 1,17647 × 10⁻⁴ m²/s, etwa 117,65 mm²/s (cSt) sowie 1,17647 St.
So verwenden Sie den Viskositäts-Umrechner
- Geben Sie Ihren Wert in das Feld Viskositätswert ein.
- Wählen Sie die Einheit dieses Wertes im Ausklappmenü Einheit — dynamische Einheiten (Pa·s, mPa·s, Poise, cP) oder kinematische Einheiten (m²/s, mm²/s, St, cSt).
- Geben Sie die Dichte des Fluids im Feld Dichte (ρ) ein und wählen Sie deren Einheit (kg/m³, g/cm³ oder lb/ft³). Die Dichte ist erforderlich, da die Umrechnung zwischen dynamischer und kinematischer Viskosität von ihr abhängt.
- Lesen Sie die Ergebnisse ab: Der Rechner zeigt den äquivalenten Wert in jeder anderen gängigen Einheit an, aufgeteilt in einen Block für dynamische Viskosität (μ) und einen Block für kinematische Viskosität (ν).
Dynamische vs. kinematische Viskosität
Die Viskosität beschreibt den Fließwiderstand eines Fluids, wird aber auf zwei verschiedene Arten ausgedrückt. Die dynamische Viskosität (\(\mu\), auch absolute Viskosität genannt) misst die innere Reibung des Fluids — die Schubspannung, die für einen bestimmten Geschwindigkeitsgradienten erforderlich ist. Ihre SI-Einheit ist die Pascalsekunde (Pa·s); die ältere CGS-Einheit ist das Poise (P), mit 1 Pa·s = 10 P. Das Centipoise (cP) ist die gebräuchlichste praktische Einheit, und praktischerweise gilt exakt 1 cP = 1 mPa·s.
Die kinematische Viskosität (\(\nu\)) ist das Verhältnis von dynamischer Viskosität zu Dichte. Sie beschreibt, wie das Fluid allein unter der Schwerkraft fließt, weshalb sie in Reynolds-Zahl-Berechnungen, Schmierdiagrammen und Kraftstoffspezifikationen vorkommt. Ihre SI-Einheit ist m²/s; die CGS-Einheit ist das Stokes (St), und exakt gilt 1 cSt = 1 mm²/s.
Die beiden Größen sind über die Dichte verknüpft: \(\nu = \mu / \rho\). Deshalb fragt der Rechner nach der Dichte — ohne sie kann ein Wert in cP nicht in cSt umgerechnet werden. Für Wasser bei 20 °C gilt \(\mu \approx 1\ \text{cP}\) und \(\nu \approx 1\ \text{cSt}\), weil die Dichte von Wasser nahe bei 1 g/cm³ liegt. Bei Ölen, die weniger dicht und deutlich zähflüssiger sind, unterscheiden sich die beiden Zahlen erheblich.
Prüfen Sie bei der Interpretation des Ergebnisses stets, auf welche Familie sich eine Spezifikation bezieht. Schmierstoff-Datenblätter geben üblicherweise die kinematische Viskosität in cSt bei 40 °C und 100 °C an, während Daten aus der Polymer- und Lebensmittelindustrie oft die dynamische Viskosität in mPa·s verwenden. Wer sie verwechselt, macht Fehler von einer Größenordnung oder mehr.
Umrechnungsfaktoren und typische Werte
| Einheit | Entspricht |
|---|---|
| 1 Pa·s | 1000 mPa·s = 10 P = 1000 cP |
| 1 mPa·s | 1 cP = 0,001 Pa·s |
| 1 Poise (P) | 0,1 Pa·s = 100 cP |
| 1 m²/s | 10⁶ mm²/s = 10⁴ St = 10⁶ cSt |
| 1 St | 100 cSt = 10⁻⁴ m²/s |
| 1 cSt | 1 mm²/s = 10⁻⁶ m²/s |
Zur Orientierung: Wasser bei 20 °C liegt bei etwa 1 cP / 1 cSt, Honig bei rund 10 000 cP, und ein typisches SAE-30-Motoröl hat bei 40 °C eine kinematische Viskosität von nahezu 300 cSt.
Annahmen und Einschränkungen
- Die Umrechnung zwischen dynamischer und kinematischer Viskosität setzt eine einzelne, konstante Dichte voraus. Die Viskosität selbst ändert sich stark mit der Temperatur — verwenden Sie daher Dichte und Viskosität, die bei derselben Temperatur gemessen wurden.
- Der Rechner behandelt das Fluid als Newtonsches Fluid, dessen Viskosität nicht von der Scherrate abhängt. Nicht-Newtonsche Fluide (Farben, Ketchup, Blut, Polymerschmelzen) haben keinen einzelnen Viskositätswert, sodass eine umgerechnete Zahl nur unter einer bestimmten Scherbedingung aussagekräftig ist.
- Die Dichte muss größer als null sein; der Rechner lehnt null oder negative Werte ab, weil die Division \(\nu = \mu/\rho\) sonst nicht definiert wäre.
- Kompressible Fluide (Gase) haben niedrige, aber von null verschiedene Viskositäten, und ihre Dichte ändert sich mit dem Druck — geben Sie die Dichte bei den tatsächlichen Betriebsbedingungen ein, um einen korrekten kinematischen Wert zu erhalten.
Wenn Sie für andere Aufgaben auch Dichten zwischen kg/m³, g/cm³ und lb/ft³ umrechnen müssen, probieren Sie den Dichte-Umrechner. Verwandte Fluid- und thermodynamische Werkzeuge sind der Druck-Umrechner und der Wärmeleitfähigkeits-Umrechner.
Häufig gestellte Fragen
Wie rechne ich cP in cSt ohne Rechner um?
Nutzen Sie die Abkürzung: Wenn die Dichte in g/cm³ angegeben ist, gilt cSt = cP / ρ. Ein Fluid mit 250 cP und einer Dichte von 1,25 g/cm³ ergibt beispielsweise 250 / 1,25 = 200 cSt. Das funktioniert, weil 1 cP = 1 mPa·s und 1 cSt = 1 mm²/s gilt, sodass sich die SI-Präfixe herauskürzen und nur das Dichteverhältnis übrig bleibt. Für schnelle Schätzungen: Bei Ölen mit einer Dichte von etwa 0,85 g/cm³ liegt der cSt-Wert rund 18 % höher als der cP-Wert.
Was ist ein normaler oder guter Viskositätswert?
Das hängt vollständig vom Fluid und seiner Temperatur ab. Zur Orientierung: Wasser bei 20 °C liegt bei etwa 1 cP, Milch bei 2–3 cP, Olivenöl bei rund 80 cP und Honig bei etwa 10 000 cP. Motoröle werden üblicherweise über die kinematische Viskosität spezifiziert: Ein SAE-30-Öl liegt bei 40 °C nahe 100 cSt und bei 100 °C bei etwa 10 cSt. Es gibt keinen universellen „guten“ Wert — vergleichen Sie immer mit der Spezifikation Ihres konkreten Fluids und Ihrer Temperatur.
Warum ändert sich mein umgerechneter Wert mit der Temperatur?
Sowohl die Viskosität als auch die Dichte sind temperaturabhängig, und die Viskosität ändert sich dramatisch — viele Öle werden pro 10–15 °C Erwärmung etwa doppelt so dünnflüssig. Verwenden Sie immer einen Viskositäts- und einen Dichtewert, die bei derselben Temperatur gemessen wurden, sonst ist Ihre Umrechnung zwischen cP und cSt falsch. Schmierstoff-Datenblätter geben die Viskosität daher bei genormten Temperaturen an, meist 40 °C und 100 °C — wählen Sie das Paar, das Ihrer Betriebsbedingung entspricht.
Kann ich hier Saybolt-Sekunden (SSU) oder andere praktische Einheiten umrechnen?
Nicht direkt — dieser Umrechner unterstützt nur Pa·s, mPa·s, Poise, cP, m²/s, mm²/s, Stokes und cSt. Es gibt jedoch näherungsweise Brücken: SSU ≈ cSt × 4,635 für Werte über etwa 70 SSU, und Redwood- und Engler-Sekunden haben ähnliche empirische Korrelationen. Rechnen Sie Ihre praktische Einheit zunächst in cSt um und verwenden Sie dann dieses Werkzeug mit der Fluiddichte, um dynamische Einheiten wie cP zu erhalten. Beachten Sie, dass diese Brückenformeln Näherungen sind, keine exakten Umrechnungen.
Wie rechne ich von angelsächsischen Einheiten wie lb/(ft·s) oder reyn um?
Verwenden Sie die festen Faktoren: 1 lb/(ft·s) = 1,48816 Pa·s und 1 reyn = 6894,76 Pa·s. Für kinematische Einheiten gilt 1 ft²/s = 0,092903 m²/s. Rechnen Sie Ihre angelsächsische Einheit zunächst in Pa·s oder m²/s um und geben Sie den Wert dann hier ein, um alle metrischen Entsprechungen auf einmal zu erhalten. Die Dichte in lb/ft³ können Sie direkt ins Dichtefeld eingeben, da 1 lb/ft³ = 16,0185 kg/m³ automatisch berücksichtigt wird.
Kann ich diesen Umrechner für Gase verwenden?
Ja, aber geben Sie die Gasdichte beim tatsächlichen Druck und der tatsächlichen Temperatur ein, da die Gasdichte stark von beiden abhängt. Luft bei 20 °C und 1 atm hat eine dynamische Viskosität von etwa 0,018 cP und eine Dichte von nahe 1,2 kg/m³, was rund 15 cSt ergibt — ein viel größerer kinematischer Wert als bei Wasser, trotz der geringeren dynamischen Viskosität. Würde man für ein komprimiertes Gas die Dichte unter Normbedingungen verwenden, ergäbe das eine deutlich falsche kinematische Viskosität.
Was ist der häufigste Fehler bei der Umrechnung von Viskositätseinheiten?
Die Verwechslung von dynamischen und kinematischen Einheiten, insbesondere cP und cSt. Numerisch stimmen sie nur bei Fluiden mit einer Dichte von 1 g/cm³ überein, wie Wasser. Bei einem typischen Öl mit 0,85 g/cm³ entsteht ein Fehler von etwa 18 %, wenn man 100 cP als 100 cSt behandelt. Der zweithäufigste Fehler ist die Kombination einer bei einer Temperatur gemessenen Viskosität mit einer Dichte aus einer anderen Temperatur. Wenn Ihr Datenblatt cSt bei 40 °C angibt, verwenden Sie auch die Dichte bei 40 °C.