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第1章 绪论1

1.1 研究背景、意义与目的1

1.2 侵入式探头点测量技术1

1.2.1 电导探头2

1.2.2 光纤探头2

1.2.3 超声探头3

1.2.4 传热探头4

1.2.5 光电毛细管探头5

1.3 非侵入或非接触式CT测量技术5

1.3.1 电阻CT6

1.3.2 电容CT7

1.3.3 射线CT7

1.4 其他测量方法8

1.4.1 激光多普勒测量8

1.4.2 基于差压波动测量9

1.4.3 基于图像识别测量9

1.5 γ-CT测量气含率及其分布研究进展10

1.6 Rushton气液搅拌釜气含率断面分布模拟计算进展11

符号说明14

参考文献15

第2章 γ射线及其探测21

2.1 γ射线概述21

2.2 γ射线的性质22

2.2.1 γ射线基本性质22

2.2.2 γ射线与物质的相互作用23

2.2.3 γ射线衰减规律25

2.3 γ源的选择26

2.3.1 选择原则26

2.3.2 原因分析26

2.4 辐射安全28

2.4.1 γ射线对人体的危害28

2.4.2 人体接受辐射的途径28

2.4.3 辐射防护29

2.5 探测器的种类与选择29

2.6 Nal（TI）闪烁探测器的单元结构及原理32

2.6.1 闪烁体33

2.6.2 光电倍增管34

2.6.3 前置放大器34

2.6.4 线性脉冲放大器34

2.6.5 单（多）道脉冲分析器35

2.7 Nal（TI） 闪烁探测器的性能指标35

2.7.1 能量分辨率35

2.7.2 能量的线性35

2.7.3 探测效率36

2.8 Nal（TI） 闪烁探测器探测电子流仿真模型37

2.9 137Cs γ射线能谱图38

2.10 Nal（TI）闪烁探测器的应用进展38

2.11 Nal（TI）闪烁探测器探测137Cs γ射线39

2.11.1 探测过程39

2.11.2 探测数据39

2.11.3 数据处理与分析讨论45

2.11.4 结论52

符号说明52

参考文献52

第3章 γ-CT装置与测量线路均一化55

3.1 γ-CT装置55

3.1.1 γ射线源55

3.1.2 探测器扫描方式56

3.1.3 γ射线信号处理56

3.1.4 γ-CT装置58

3.2 多探测线路均一化58

3.2.1 实验步骤58

3.2.2 调整过程59

3.2.3 分析与讨论63

3.2.4 甄别器能量阈值设置65

3.2.5 多探测线路均一化与光子数响应模型65

符号说明69

参考文献70

第4章 γ-CT数字图像重建71

4.1 CT图像重建的数学基础71

4.1.1 坐标系转换71

4.1.2 Radon变换及逆变换71

4.1.3 傅里叶切片定理72

4.2 CT重建算法概述73

4.3 反投影算法74

4.3.1 滤波反投影算法74

4.3.2 傅里叶变换重建算法75

4.4 代数迭代算法76

4.4.1 代数重建算法76

4.4.2 联合代数重建算法78

4.4.3 乘型代数重建算法78

4.4.4 迭代重建算法78

4.5 EM算法79

4.5.1 泊松分布与二项分布79

4.5.2 EM算法原理与公式推导81

4.6 EM算法CT成像实现与检验85

4.7 搅拌釜气含率断面分布的CT扫描86

4.7.1 气含率断面分布的计算公式86

4.7.2 气含率断面分布的CT扫描图像86

4.7.3 气含率断面分布的径向周均气含率曲线86

4.7.4 CT测量重复性验证87

4.7.5 结论87

符号说明88

参考文献89

第5章 γ-CT测量Rushton气液搅拌釜气含率断面分布90

5.1 Rushton气液搅拌釜90

5.1.1 搅拌釜结构尺寸90

5.1.2 圆环气体分布器91

5.1.3 搅拌桨91

5.2 三种气液分散状态与临界搅拌速度91

5.2.1 三种气液分散状态与流动区域91

5.2.2 临界搅拌速度的确定93

5.3 CT扫描实验设计94

5.3.1 气含率分布的影响因素94

5.3.2 扫描位置94

5.3.3 实验条件94

5.4 CT扫描测量3/4静液高处断面径向气含率分布95

5.4.1 不同临界状态95

5.4.2 不同通气量下搅拌转速的影响97

5.4.3 同一搅拌转速下不同通气量的影响99

5.4.4 气体分布器开孔状况的影响103

5.4.5 搅拌桨安装高度的影响103

5.4.6 搅拌桨型的影响105

5.5 CT扫描不同静液高处径向气含率分布105

5.5.1 搅拌桨上方空间105

5.5.2 搅拌桨下方空间108

5.6 结论110

参考文献111

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112

6.1.1 气穴形成112

6.1.2 气穴结构112

6.1.3 流态区域113

6.1.4 CT扫描114

6.2 近桨区气含率分布115

6.2.1 气含率的轴向分布115

6.2.2 气含率的径向分布116

6.3 小结117

参考文献118

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120

7.2 双流体模型121

7.3 相间作用力121

7.3.1 曳力121

7.3.2 附加质量力122

7.3.3 液相湍动122

7.4 群体平衡模型123

7.4.1 模型描述123

7.4.2 气泡破裂模型124

7.4.3 气泡聚并模型129

7.5 模拟计算136

7.5.1 Fluent软件平台136

7.5.2 模拟计算过程和步骤137

7.6 模拟结果与讨论139

7.6.1 通气量9.4 4L/min139

7.6.2 通气量18.8 8L/min143

7.6.3 通气量28.3 2L/min145

7.6.4 结论147

符号说明148

参考文献150