Von verschiedensten Wissenschaftlern wurden unterschiedlichste mathematische Modelle empirisch entwickelt, um Tendenzen zu berücksichtigen, die sie in ihren eigenen Datensätzen feststellten. Das mathematische Berechnungsmodell ist eine Ausgleichsgerade, die zur Charakterisierung von Daten aus einem bestimmten Test verwendet werden kann, und den Vorteil hat, dass die Daten einfach gespeichert und anhand der Steigung und dem Schnittpunkt mit der y-Achse mit ähnlichen Tests verglichen werden können.
Es gibt einige einfache Modelle, die eine sinnvolle Anpassung an viele Datensätze ermöglichen und Parameter haben, die für verschiedene Fachleute von Bedeutung sind – egal, ob es sich dabei um Forscher, QS/QK-Mitarbeiter oder Verfahrenstechniker handelt. Das modifizierte Casson-Modell eignet sich beispielsweise gut zur Beurteilung der Viskosität von Schokoladeschmelzen. Das Herschel-Bulkley-Modell kann zur Beschreibung der rheologischen Eigenschaften von Proben verwendet werden, die eine Fließgrenze haben und nach Überwindung des Fließpunktes ein „scherverdünnendes“ Verhalten zeigen. Beispielsweise „gelartige“ Proben wären dafür gut geeignet.
Das „Analyse“-Modul von Brookfield in unserer Anwendungssoftware (Rheocalc und Wingather) stellt die Ergebnisse der Kurvenanpassungsparameter sowie einen „Anpassungskoeffizienten“ (Coefficient of Fit, CoF) dar. Man könnte einige unserer Modelle ausprobieren und z. B. dasjenige mit dem besten „CoF“ auswählen – je näher am Wert „1,00“, desto besser die Anpassungsgüte. Das Produktverhalten stets präzise vorherzusagen, dürfte sich als schwierig erweisen. Bei umsichtiger Verwendung können sich Rheologiemodelle allerdings gut eignen, um beispielsweise scheinbare Viskositäten bei unterschiedlichen Scherraten zu interpolieren. Dennoch eignen sich einige Modelle, um beispielsweise die Fließgrenzen bei Scherratenwerten von null zu bestimmen. Je mehr Datenpunkte aufgenommen werden, umso zuverlässiger die Anpassung.
Beachten Sie außerdem, dass ein bestimmtes Modell möglicherweise nur deshalb verwendet wurde, weil es „einfach“ und „für eine angemessene Einschätzung ausreichend“ war. Dies heißt jedoch nicht, dass ein anderes Modell nicht besser geeignet wäre. Ein Beispiel hierfür ist die Erdölindustrie: Die rheologischen Eigenschaften von Bohrschlämmen werden seit Jahren nach dem Bingham-Modell untersucht, obwohl es sich bei diesen Suspensionen um hochgradig nichtnewtonsche Materialien handelt! Das Bingham-Modell geht davon aus, dass das Fluid nach Überschreiten der Fließgrenze ein newtonsches Verhalten zeigt. Dennoch empfanden die Experten vor Ort es für „gut genug“, um ihnen eine Vorstellung davon zu vermitteln, wie sich das Material handhaben lässt. In der Praxis setzt sich jedoch in den letzten Jahren das „H-B“-Modell immer mehr durch.