气液搅拌釜γ-CT测量、成像与模拟

第1章绪论1

11研究背景、意义与目的

12侵入式探头点测量技术

121电导探头

122光纤探头

123超声探头

124传热探头

125光电毛细管探头

13非侵入或非接触式CT测量技术

131电阻CT

132电容CT

133射线CT

14其他测量方法

141激光多普勒测量

142基于差压波动测量

143基于图像识别测量

15γCT测量气含率及其分布研究进展

16Rushton气液搅拌釜气含率断面分布模拟计算进展

符号说明

参考文献

第2章γ射线及其探测21

21γ射线概述

22γ射线的性质

221γ射线基本性质

222γ射线与物质的相互作用

223γ射线衰减规律

23γ源的选择

231选择原则

232原因分析

24辐射安全

241γ射线对人体的危害

242人体接受辐射的途径

243辐射防护

25探测器的种类与选择

26NaI(Tl)闪烁探测器的单元结构及原理

261闪烁体

262光电倍增管

263前置放大器

264线性脉冲放大器

265单(多)道脉冲分析器

27NaI（Tl）闪烁探测器的性能指标

271能量分辨率

272能量的线性

273探测效率

28NaI（Tl）闪烁探测器探测电子流仿真模型

29137Cs γ射线能谱图

210NaI(Tl)闪烁探测器的应用进展

211NaI(Tl)闪烁探测器探测137Cs γ射线

2111探测过程

2112探测数据

2113数据处理与分析讨论

2114结论

符号说明

参考文献

第3章γCT装置与测量线路均一化55

31γCT装置

311γ射线源

312探测器扫描方式

313γ射线信号处理

314γCT装置

32多探测线路均一化

321实验步骤

322调整过程

323分析与讨论

324甄别器能量阈值设置

325多探测线路均一化与光子数响应模型

符号说明

参考文献

第4章γCT数字图像重建71

41CT图像重建的数学基础

411坐标系转换

412Radon变换及逆变换

413傅里叶切片定理

42CT重建算法概述

43反投影算法

431滤波反投影算法

432傅里叶变换重建算法

44代数迭代算法

441代数重建算法

442联合代数重建算法

443乘型代数重建算法

444迭代重建算法

45EM算法

451泊松分布与二项分布

452EM算法原理与公式推导

46EM算法CT成像实现与检验

47搅拌釜气含率断面分布的CT扫描

471气含率断面分布的计算公式

472气含率断面分布的CT扫描图像

473气含率断面分布的径向周均气含率曲线

474CT测量重复性验证

475结论

符号说明

参考文献

第5章γCT测量Rushton气液搅拌釜气含率断面分布90

51Rushton气液搅拌釜

511搅拌釜结构尺寸

512圆环气体分布器

513搅拌桨

52三种气液分散状态与临界搅拌速度

521三种气液分散状态与流动区域

522临界搅拌速度的确定

53CT扫描实验设计

531气含率分布的影响因素

532扫描位置

533实验条件

54CT扫描测量3/4静液高处断面径向气含率分布

541不同临界状态

542不同通气量下搅拌转速的影响

543同一搅拌转速下不同通气量的影响

544气体分布器开孔状况的影响

545搅拌桨安装高度的影响

546搅拌桨型的影响

55CT扫描不同静液高处径向气含率分布

551搅拌桨上方空间

552搅拌桨下方空间

56结论

参考文献

第6章Rushton气液搅拌釜气穴结构及近桨区气含率分布112

61气穴结构与流态区域

611气穴形成

612气穴结构

613流态区域

614CT扫描

62近桨区气含率分布

621气含率的轴向分布

622气含率的径向分布

63小结

参考文献

第7章Rushton气液搅拌釜气含率断面分布的CFD模拟120

71引言

72双流体模型

73相间作用力

731曳力

732附加质量力

733液相湍动

74群体平衡模型

741模型描述

742气泡破裂模型

743气泡聚并模型

75模拟计算

751Fluent软件平台

752模拟计算过程和步骤

76模拟结果与讨论

761通气量944L/min

762通气量1888L/min

763通气量2832L/min

764结论

符号说明

参考文献

气液搅拌釜普遍应用于石油化工、精细化工、生物化工、制药、冶金、能源、环境等领域。釜中气体的分散状况直接决定着气液界面传质、传热与反应的效率。γCT测量具有非接触、对流场无扰，可测钢制容器里不透明、高浓度、高温、高压体系，能一次性360°扫描得到二维全流场气含率断面分布，测量结果精确等优点。本书主要介绍γ射线及其探测、γCT装置与测量线路均一化、γCT数字图像重建、γCT测量Rushton气液搅拌釜气含率断面分布、Rushton气液搅拌釜气穴结构及近桨区气含率分布、Rushton气液搅拌釜气含率断面分布的CFD模拟等内容。
本书内容涉及物理γ射线、射线与电子信号探测及加工处理、CT扫描、计算机数字成像、多相流CFD模拟等学科专业，既具有一定的学术理论深度，又具有较强的实践性，图文并茂，可读性强，本书可供化工多相流测量与模拟，工业或医学γCT、信号处理与数字成像等相关学科的科研、教学或相关技术人员参阅，也可为工业气液搅拌釜的设计与操作提供参考依据。