In sehr vielen technischen Prozessen finden Siedeprozesse Anwendung. Die chemische Industrie, Energie- und Kraftwerkstechnik sowie die Kältetechnik seien dabei nur einige Beispiele. Die zu Grunde liegenden physikalischen Prozesse sind, trotz jahrzehntelanger Forschung, bisher nicht ausreichend verstanden. Als Begründung dafür sind hauptsächlich die große Anzahl an relevanten Einflussparametern und die unterschiedlichen Längenskalen, die den Siedeprozess beeinflussen, zu nennen.

Durch Untersuchungen auf kleinen Längenskalen sollen die grundlegenden physikalischen Phänomene besser verstanden werden. Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die experimentelle Untersuchung an einzelnen Blasen sowie der Interaktion mehrerer Blasen. Darüber hinaus wird untersucht in wieweit sich die erzielten Ergebnisse der Interaktion einzelner Blasen auf technische Siedeprozesse übertragen lassen.

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Versuchsstand konstruiert und aufgebaut. Mittels optischer Messtechnik (schwarz/weiß und infrarot) ist die simultane Erfassung der Blasenform sowie des Temperaturfeldes in der Nähe der Heizeroberfläche möglich. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Zuverlässigkeit der Anlage und der verwendeten Auswertungsverfahren. Diesbezüglich ist vor allem die Untersuchung der Einflussfaktoren und deren Auswirkung bei der Nutzung der Infrarotthermografie zu nennen. Den Kern des Versuchsstandes bildet eine dünne Edelstahlfolie, die elektrisch beheizt wird. Als Versuchsfluid wird FC-72 verwendet. Die durchgeführten Experimente werden fast ausschließlich bei Unterdruck durchgeführt.

In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse grundlegender Untersuchungen zum Sieden an Einzelblasen, wie z.B. des Blasenabreißdurchmessers und der -frequenz vorgestellt. Darüber hinaus kann beobachtet werden, dass für das Sieden einzelner Blasen ein dünner Flüssigkeitsfilm nach der Nukleation unter der Blase zurückbleiben kann. Ein Vergleich von Blasen mit und ohne Flüssigkeitsfilm ermöglicht eine erste Aussage zur Gültigkeit der Modelle der Kontaktlinien- und Dünnfilmverdampfung. In den Untersuchungen zur Blasenkoaleszenz ist eine Abhängigkeit der Koaleszenzfrequenz bezüglich des Systemdrucks festzustellen. Für bestimmte Drücke folgt diese Abhängigkeit einer Wahrscheinlichkeitsverteilung. Die Analyse der Wärmestromdichteprofile für vorliegende Blasenkoaleszenz ergibt eine Erhöhung des Wärmestroms gegenüber der Situation ohne Blasenkoaleszenz. Dieses ist maßgleich in einer veränderten Hydrodynamik und einem möglichen Zurückbleiben eines Tropfens innerhalb der Blase begründet. Weiter wird die Übertragbarkeit der Ergebnisse, die anhand weniger interagierender Blasen erzielt wurden, auf technische Siedeprozesse untersucht. Die Phänomene, die bei der Untersuchung an einzelnen Blasen festgestellt worden sind, können nicht reproduziert werden. Unter Verwendung einer Monte-Carlo Simulation, lassen sich diese Unterschiede auf ein unterschiedliches Koaleszenzverhalten zurückführen. Mittels der experimentellen Ergebnisse wird eine mögliche Erklärung für die häufige Abweichung zwischen analytischen und experimentellen Blasenabreißdurchmessern vorgestellt. Die Erklärung beruht auf den dynamischen Effekten bei der Nukleation einzelner Blasen.