Rushton搅拌釜气含率分布CT彩色数字成像模型研究

刘跃进，孔丽娜，白鸽，韩路长，曹杨，罗和安

(湘潭大学化工学院化工过程模拟与优化教育部工程研究中心，湖南湘潭411105)

CT(computed tomography)是利用辐射信号对被测对象进行断面扫描，采集通过被测对象衰减后的扫描信号，利用计算机手段对所采集信号进行数学处理和图像重构，得到被测对象某种指标的断面图像和数字分布，其发射信号一般为χ或γ射线，是一种无介入、非接触、不受体系浓度和高温高压限制的探测方法，可以一次得到被测对象断面二维测量结果，测量结果可以图像和数字化同时显示［1］.γ射线由于具有较强的穿透力在国外早已被应用于多相流研究［2-4］，国内虽然有关于 γ-CT 的研究报道［5-7］，但实际应用测量成像的报道甚少［8-9］.在多相流领域，CT处理的对象是具有瞬时随机不确定性分布的多相流体，这与处理具有静态确定分布的多相物质有一定区别，所涉及到的数学处理和图像重构方法也不尽相同.γ射线CT用于多相流测量，主要是测量多相流断面分相分率分布，如气液体系气含率分布和气固或者液固体系固含率分布［10］.

1 CT测量气含率分布原理

当γ射线辐射信号通过流体介质时，符合Beer-Lambert定律:

式中:Φ为ρμ的乘积，是流体参数;I0、I分别为放射源发射信号、探测器接受信号的强度.

对单相流体，分别有

下标d、f分别代表流体分散相和连续相.

对于两相流体，有

当以ε表示两相流体的分相分率(指体积分率);L为辐射所通过两相流体距离，则有

由式(2)和(5)，可得

式(6)反映了利用……