Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Die Wärmeübertragung beim Aufprall kalter Tropfen auf heiße Wände hängt maßgeblich von der Hydrodynamik der Tropfenausbreitung, des Abprallens oder Verspritzens ab. Die Form des Tropfenaufpralls sowie die Hydrodynamik werden durch die Benetzungseigenschaften des Fluids an der Oberfläche des festen Substrats und der Substrattemperatur bestimmt.

Im Gegensatz zu glatten Oberflächen kann Flüssigkeit beim Tropfenaufprall auf Substrate mit nanostrukturierter Beschichtung in die Poren der Beschichtung eindringen. Dadurch kann ein Abprallen oder Verspritzen verhindert werden und die Hydrodynamik der Tropfenausbreitung wird maßgeblich beeinflusst.

Ziel dieses Projektes ist es, die Mechanismen der Tropfenausbreitung, der Imbibition in poröse Strukturen und der Verdunstung beim Tropfenaufprall auf Substrate mit porösen Beschichtungen experimentell sowie theoretisch zu untersuchen. Dabei soll der Einfluss der Fluideigenschaften, der Morphologie der Beschichtungen sowie der Umgebung auf diese Prozesse berücksichtigt werden.

Die experimentelle Untersuchung umfasst Tropfenaufprallexperimente in einer klimatisierten Testzelle. Es werden beheizbare Substrate eingesetzt, die mit Nanofasern beschichtet werden. Nanofasermatten können aus unterschiedlichen Polymeren und variierbaren Parametern, z.B. Faserdurchmesser und Mattenhöhe, mit dem Electrospinning-Verfahren hergestellt werden. Im Vordergrund der Untersuchungen stehen reine Flüssigkeiten sowie binäre Gemische um den Einfluss der Fluideigenschaften zu untersuchen. Weiterführend wird zudem das Ablagerungsverhalten von Partikeln in porösen Beschichtungen durch Einsatz von (Nano-)Suspensionen untersucht.

Die begleitende theoretische Betrachtung zielt sowohl auf die isolierte Beschreibung einzelner Prozesse als auch auf die Entwicklung eines Gesamtmodells unter Berücksichtigung der gleichzeitig laufenden Prozesse.

SFB 1194 – Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen, TP A04