Die Tropfen- und Wandfilminteraktion ist ein wichtiger Prozess in etlichen technischen Anwendungen, wie der Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskammer, der Sprühkühlung, der -beschichtung oder -reinigung. In manchen Fällen sind die Flüssigkeiten von Tropfen und Wandfilm unterschiedlich. Kommt es zur Bildung von Sekundärtropfen, können diese Tropfen beide Flüssigkeiten enthalten. Auftreten von Sekundärtropfen in modernen Verbrennungskraftmaschinen kann den Verbrennungsprozess und die Schadstoffbildung signifikant beeinflussen. Des Weiteren kann Splashing Vorentflammung im Motor begünstigen. Das Resultat des Tropfenaufpralls wird von vielen Parametern beeinflusst, wie vom Tropfendurchmesser oder der Aufprallgeschwindigkeit, aber auch von den Flüssigkeitseigenschaften beider Flüssigkeiten, wie Viskosität oder Oberflächenspannung. Das Verständnis der unterschiedlichen Phänomene ist für viele technische Anwendungen unabdingbar. Von besonderem Interesse sind hier beispielsweise der maximale Kronendurchmesser und die Zusammensetzung der Sekundärtropfen. Wenn die Flüssigkeiten unterschiedlich sind, ist der Prozess aufgrund der großen Anzahl an Parametern hochkomplex und nicht vollständig verstanden. In dieser Arbeit wird der Aufprall eines einzelnen Tropfens auf einen dünnen Flüssigkeitsfilm einer anderen Flüssigkeit, die miteinander mischbar sein können, experimentell untersucht. Die Dynamik des Tropfenaufpralls wird mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet. Für die Untersuchung der Tropfenaufpralldynamik werden verschiedene Konfigurationen des Versuchsaufbaus verwendet: für die Untersuchung des normalen und geneigten Tropfenaufpralls, für die Untersuchung der Untenansicht der sich ausbreitenden Corona und für die Untersuchung der Zusammensetzung der Sekundärtropfen mittels einer Farbhochgeschwindigkeitskamera. Verschiedene Resultate des Tropfenaufpralls werden bezüglich der Aufprallbedingungen klassifiziert: Deposition, Coronabildung ohne Splash, Coronabildung mit Splash sowie Partial Rebound. Die Tropfenausbreitung auf hochviskosen und soften Oberflächen, sowie die Bestimmung des Ausbreitungsdurchmessers als Funktion verschiedener Aufprallparameter, ist Grundlage der vorliegenden Studie. Im Falle von weniger viskosen Wandfilmen führt der Tropfenaufprall zur Bildung einer Krone. Der maximale Kronendurchmesser wird untersucht und für verschiedene Flüssigkeitskombinationen bestimmt. Beim Tropfenaufprall auf einen geneigten Wandfilm bildet sich eine unsymmetrische Krone aus. Die Geometrie dieser Kronenausbreitung wird bestimmt und theoretisch beschrieben. Unter bestimmten Bedingungen werden Sekundärtropfen durch Splashing gebildet. Um Splashing vorhersagen zu können, werden Splashinggrenzen für die benetzte und softe Wand bestimmt. Da die Eigenschaften von beiden Flüssigkeiten das Resultat beeinflussen, wird eine neue Skalierung eingeführt, die die Eigenschaften von beiden Flüssigkeiten berücksichtigt. Es wird gezeigt, dass die bekannte K Zahl lediglich die Splashinggrenze bestimmen kann, wenn entweder die Viskosität des Wandfilms viel größer oder viel kleiner als die des Tropfens ist. Für vergleichbare Viskositäten wird eine modifizierte kritische K Zahl als Funktion des Viskositätsverhältnisses eingeführt. Letztendlich wird die modifizierte K Zahl zur Vorhersage von Splashing im Falle typischer Motorbedingungen verwendet. Ein neues Phänomen wurde unter bestimmten Bedingungen entdeckt: Corona Detachment. In diesem Fall reißt die Krone an ihrer Basis an einem Punkt beginnend ab und schnellt nach oben, bis schließlich die Rim zerstäubt wird. Dieses Phänomen wird untersucht und die Bedingungen, unter denen Corona Detachment beobachtet werden kann, werden bestimmt.

Es ist nicht nur wichtig, Splashing vorhersagen zu können, sondern auch die Zusammensetzung von Mehrkomponentensekundärtropfen zu kennen, wenn die Flüssigkeiten unterschiedlich sind. Um die Flüssigkeiten zu unterscheiden, wird der Tropfen eingefärbt und mittels einer Farbhochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet. Eine Kalibriermethode wird eingeführt und beschrieben, die die Untersuchung der Zusammensetzung im Falle nicht mischbarer Flüssigkeiten erlaubt. Die Verteilung beider Flüssigkeiten in der Kronenwand und in den Sekundärtropfen wird bestimmt. Es zeigt sich, dass die Zusammensetzung von der Viskosität des Wandfilms abhängt. Es wird gezeigt, dass die eingeführte Methode für zukünftige Parameterstudien der Untersuchung Mehrkomponentensekundärtropfen verwendet werden kann.