Die Sprühkühlung fester Substrate ist eine der Methoden, die in verschiedenen industriellen Prozessen wie Schmieden, Abschrecken oder anderen metallurgischen Anwendungen, Elektronik, Pharmaindustrie, Medizin oder zur Kühlung von Hochleistungselektronik verwendet werden. Die Sprühkühlung unterliegt verschiedenen hydrodynamischen und thermodynamischen Prozessen wie Tropfenaufprall, Wärmeleitung im Substrat, Konvektion in den sich ausbreitenden Tropfen und unterschiedlichen Siederegimen. Die Kühlleistung wird von einer Vielzahl von Parametern beeinflusst, darunter Sprühcharakteristika wie Tropfendurchmesser, Tropfengeschwindigkeit und Massenstrom, gefolgt von der Oberflächentemperatur, dem Oberflächenmaterial und den -bedingungen. Das Modellierungsproblem der Sprühkühlung wird noch anspruchsvoller, wenn die Flüssigkeit aus mehreren Komponenten besteht. Die Anwesenheit von Additiven mit verschiedenen physikochemischen Eigenschaften (Tensiden, Bindemitteln, dispergierten Partikeln, gelöster Phasen usw.) kann den gesamten Sprühwirkungsprozess und dessen Ergebnisse signifikant beeinflussen und zur Bildung einer dünnen abgelagerten Schicht auf dem Substrat führen. Die vorliegende Studie zielt darauf ab, die physikalischen Zusammenhänge beim Sprühen von industriell verwendeten mehrkomponentigen Flüssigkeiten auf heiße Substrate zu verstehen. Ein besseres Verständnis des Einzeltropfen-Aufpralls ist erforderlich, um eine zuverlässigere Modellierung der Sprühkühlung zu ermöglichen. In der vorliegenden Arbeit wird der Einzeltropfen-Aufprall auf ein beheiztes Substrat zunächst experimentell für verschiedene Flüssigkeiten unter verschiedenen thermodynamischen und hydrodynamischen Bedingungen untersucht. Der Einfluss von zwei verschiedenen industriellen Schmierstoffen, die mit Wasser in unterschiedlichen Verhältnissen (als Suspensionen und Lösungen) gemischt werden, auf den Tropfenaufprall und die Siederegime wird untersucht. Die Wirkung von Aditiven auf das Ergebnis des Tropfenaufpralls, insbesondere fester Graphitpartikel für die Suspensionen und organische Salze für die Lösungen, wird für verschiedene Aufprallbedingungen untersucht. Hochgeschwindigkeitsvisualisierungen der Ergebnisse des Tropfenaufpralls werden entsprechend bekannten Wärmeübertragungsregimen klassifiziert: Blasensieden, thermische Atomisierung und Filmsieden. Der Einfluss von Partikeln wird in einem theoretischen Modell für die Wärmeübertragung im Blasensiederegime und bei der Partikelablagerung berücksichtigt. Als Nächstes wird die transiente Sprühkühlung eines heißen dicken Substrats mit einer Schmierstofflösung experimentell untersucht. Die zeitliche Entwicklung des Wärmestroms und der Oberflächentemperatur eines ursprünglich homogen beheizten Substrats auf Temperaturen, die signifikant über dem Sättigungspunkt der Flüssigkeit liegen, wird während des kontinuierlichen Sprühaufpralls gemessen. Der Sprühaufprall wird zusätzlich mithilfe eines Hochgeschwindigkeits-Videosystems visualisiert, und der momentane lokale Wärmestrom und die Oberflächentemperatur werden zeitlich mit den Visualisierungen abgeglichen. Beobachtungen aus der vorliegenden Arbeit zeigen, dass bereits sehr geringe Konzentrationen von Schmierstoff den Wärmestrom dramatisch erhöhen, insbesondere bei hohen Wandtemperaturen, wo normalerweise beim Sprühkühlen mit destilliertem Wasser typischerweise Filmsieden beobachtet wird. Es tritt eine signifikante Erhöhung der Tropfenrückpralltemperatur auf, die oft mit dem Leidenfrostpunkt in Verbindung gebracht wird. Die Mechanismen, die zu der Erhöhung des Wärmestroms und der Verschiebung des Leidenfrostpunktes führen, werden identifiziert und diskutiert. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse tragen zu einem umfassenderen Verständnis der zugrunde liegenden Physik bei, die für die Modellierung und Vorhersage von Sprühkühlprozessen mit industriell relevanten Flüssigkeiten erforderlich ist. Die Ergebnisse dieser Studie werden eine Grundlage für die Modellierung der Bildung der Schmierschicht durch Kühlungssprays bieten, was notwendig ist, um die Entwicklung ihrer Dicke und Gleichmäßigkeit vorherzusagen.