Der Aufprall von Einzeltropfen auf heiße Oberflächen ist Teil der Spray-Wand Interaktion vieler industrieller Prozesse wie beispielsweise bei der Verbrennung in Motoren und Gasturbinen sowie der Sprühkühlung. Die Interaktion von Sprays, bzw. einzelner Tropfen mit der Oberfläche hat dabei einen wesentlichen Einfluss auf Prozessparameter wie die übertragene Wärme, Homogenität der Wärmeübertragung und Sekundärtropfengrößen.
Um ein vertieftes, detailliertes physikalisches Verständnis von Prozessen mit Tropfen unter extremen Umgebungsbedingungen zu generieren, wurde im Januar 2010 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft der Sonderforschungsbereichs Transregio 75 „Tropfendynamische Prozesse unter extremen Umgebungsbedingungen“ eingerichtet. Der Sonderforschungsbereich gliedert sich in die drei Projektbereiche „A Methodische Grundlagen”, „B Freie Tropfen” und „C Tropfen mit Wandinteraktionen“, die beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Lampoldshausen), der TU Darmstadt, Universität Stuttgart und Universität Paderborn kollaborativ untersucht werden.
Am Institut für Strömungslehre und Aerodynamik wird im Teilprojekt C4 der Tropfenaufprall auf eine beheizte Oberfläche in Abhängigkeit der Flüssigkeit, Oberflächentemperatur, Oberflächenmaterial, Oberflächenbeschaffenheit und des Umgebungsdrucks untersucht. Hierzu wurde ein Prüfstand entwickelt, mit dem die genannten Parameter variiert und der Tropfenaufprall charakterisiert werden kann. Dabei kommen verschiedene Messtechniken, wie Hochgeschwindigkeitskameras mit telezentrischen Objektiven, Fernfeldmikroskope, Hochgeschwindigkeit-Infrarotkameras und inverse Wärmeleitungslöser zum Einsatz. Auf Basis der Versuche konnten verschiedene physikalische Modellierungen entwickelt, validiert und publiziert werden.
