137csγ射线ct技术测量rushton气液搅拌釜气含率的研究

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1、学校代码10530学号200715031080分类号TQ027.1密级硕士学位论文137Csγ射线CT技术测量Rushton气液搅拌釜气含率的研究学位申请人白鸽指导教师刘跃进教授学院名称化工学院学科专业化学工程研究方向化工多相流二〇一〇年六月四日I137ResearchonCsγ-rayCTTechnologyinMeasurementofGasHoldupinRushtonGas-LiquidStirringTankCandidateGeBaiSupervisorProf.YuejinLiuColl

2、egeChemicalEngineeringCollegeProgramChemicalMutiphaseFlowSpecialityChemicalEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune2010II湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的

3、研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日III摘要对Rushton气液

4、搅拌釜内气液两相流气含率大小及分布测量的研究，目前已经有很多研究报道。Rushton气液搅拌釜在各个工业领域都有广泛应用，气含率大小及分布是决定搅拌釜内三传一反的基本特性。对气含率大小及分布的测量方法从侵入式探头测量法，如电导探头，超声探头法等，到非侵入式，非接触测量，如CT成像测量，激光多普勒测量、差压波动测量方法等。其中射线CT技术以其非侵入，穿透力强，快速测量，适用于各种钢制高压高温容器测量，成像分辨率高，精确度137高的特点备受青睐。本文主要针对Csγ射线CT测量技术在Rushton搅拌釜内的

5、应用。1．对比了各种测量气液搅拌釜内气含率大小及分布的方法，在探头式点测量与137非侵入式CT测量及LDA，差压波动测量方法，其中Csγ射线CT测量技术以其非侵入，非接触，穿透力强，适用于高温高压钢制容器的不透明流体测量，并且快速成像，分辨率高。1372．对Csγ射线CT的基本线路进行详细介绍，针对Rushton气液搅拌釜，设计了γ射线CT的扫描方式，相对平行束和固定探测器单源扫描，选用单源多探测器的扇形扫描；设计了γ射线CT测量线路中γ射线源的选择，分别从能量、半衰期、放射性活度，放射效率的角度，选

6、择能量662keV，半衰期为31年，放射性活137度100mCi，放射效率85.6%的Cs用于γ射线CT。3．探测器的选择，闪烁晶体探测器具有高探测效率，快响应时间特点适合γ射线CT；对单源多探测器的γ射线CT，为实现七个探测器的均一化实验，首先采用实验微调阈值法调制七个探测器的γ光谱曲线尽量重合，当光子能量阈值为500keV时，七个探测器的均一化效果较好，同时建立七个探测器对γ光子的均一化响应函数模型，用实验数据验证该模型可行。4．分析Rushton气液搅拌釜内气穴结构的形成与搅拌桨叶轮数目，尺寸，

7、叶轮转速，通气量等因素的关系，利用气穴结构在叶轮转动和通气量影响下，形成贴附漩转气穴VC，3’-3’小气穴S33，3’-3’大气穴L33，不规则气穴RC，根据不同气穴的出现，通过气穴结构的数学模型计算搅拌釜内不同气穴结构时气含率的大小及分137布。利用Csγ射线CT对搅拌釜内相同气穴结构条件下的气含率大小及分布成断面成像，对气含率大小及无因次半径做曲线，与气穴结构计算气含率大小及分布结果对比，得出射线CT的扫描结果与气穴结构计算结果基本相符。关键词：γ射线CT；气含率；搅拌釜；气穴结构IAbstrac

8、tOnthemeasurementofgasholdupdistributionintwo-phaseflowliquidofRushtongas-liquidstirringtank,therearealreadymanyresearchreports.Rushtongas-liquidstirringtankarewidelyusedinvariousindustries,thegas-holdupdistributiondeterminethehe