Der Aufprall von Spraytropfen auf beheizte Oberflächen unter Schwerelosigkeit



Ein Spray, das auf eine beheizte Oberfläche auftrifft, erzeugt auf dieser einen dünnen schwankenden Flüssigkeitsfilm. Er weist Wellen, Krater, aufsteigende Filmschichten und Strahlen auf. Die Wärmeübertragung von der beheizten Oberfläche in die Sprayflüssigkeit wird hauptsächlich durch die Strömung im Flüssigkeitsfilm, die Verdampfung und die Wärmeleitung bestimmt.

Bislang gehen vorläufige theoretische Abschätzungen davon aus, dass die Schwerkraft Einfluss auf den Aufprall eines einzelnen Spraytropfens hat. Was passiert aber in der Realität? Wie beeinflusst die Schwerelosigkeit im Parabelflug die durchschnittliche Dicke des Films und dessen Stabilität? Wie wird dabei der Wärmetransport beeinträchtigt?
Diese Grundlagenforschung zielt darauf ab, die Filmstabilität zu untersuchen. Dabei werden sowohl Messungen der Filmdicke als auch der Temperaturverteilung auf einer beheizten Oberfläche durchgeführt.

Ziel der Untersuchungen ist es, die Vorgänge beim kontinuierlichen Aufprall von Spraytropfen auf eine beheizte feste Oberfläche besser zu verstehen, um die computergestützte Modellierung der Spraykühlung zu verbessern. Die wichtigsten Anwendungen der vorgeschlagenen Studie umfassen die Spraykühlung in der Metallerzeugung, die Kühlung elektronischer Komponenten und das Kühlen menschlicher Gewebe. Außerdem ist Spraykühlung auch in der Raumfahrt-Technologie von großer Bedeutung.

Kontakt
Prof. Peter Stephan
Technische Universität Darmstadt
, Fachbereich Maschinenbau
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Prof. Dr. Cameron Tropea
Technische Universität Darmstadt
, Fachbereich Maschinenbau
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