Ortsaufgel?ste experimentelle Analyse und Modellierung des Stoffübergangs an aufsteigenden Gasblasen bei überlagerter chemischer Reaktion und Schwarmturbulenz (DFG SPP 1740)

CAD-Model des Versuchsaufbaus im Gradientenrohr des Kernspintomographen. Das 3D-Model erm?glicht es im Vorfeld, die Komponenten an der Richtigen Stelle zu positionieren und den geringen Platz innerhalb des Tomographen effizient zu nutzen.

Foto des Versuchsaufbaus. Der abgebildete Schlitten wird im Gradientenrohr des Tomographen platziert. Dort sorgt ein starkes Magnetfeld für die gezielte Ausrichtung der Atomkerne in der zu vermessenden Probe. Das durch diese Anregung emittierte Signal wird über die auf dem Aufbau befindlichen Messspulen erfasst. Die Spulen sind über eine mechanische Vorrichtung zueinander verstellbar und abstimmbar. Als Messvolumen werden runde Glaskapillaren verbaut und anschlie?end mit der zu vermessenden Zweiphasenstr?mung durchflossen.

?berlagerung einer 3D Volumenmessung und dem Modell der Kapillare. Gemessen wurde ein statisches Phantom, bestehend aus einer runden Kapillare mit 5 mm Innendurchmesser, welche mit Wasser und Luft gefüllt wurde. Die Akquisitionszeit der Messung lag bei etwa 12 Minuten. Farblich dargestellt sind die Intensit?ten des gemessenen Wassersignals, wobei grau auf eine mittlere Intensit?t hindeutet. Farblich hinterlegte Bereiche deuten auf eine Dicken?nderung des Flüssigkeitsfilms, sowie auf m?gliche Inhomogenit?ten der Messung hin. Im oberen Teil der Kapillare ist die eingeschlossen Luft zu erkennen. Dort betr?gt die Intensit?t des Wassersignals null.

Vergleich unterschiedlicher Parameter einer ?fast imaging“ Messsequenz. Die ?Belichtungszeit“ der Einzelbilder liegt im Bereich von 50 ms. Zwischen jedem Frame liegt eine Sekunde Abstand. a) Bei einer Spinauslenkung von 60° ist die Relaxationszeit der Spins gr??er als der Zeitabstand zwischen den Frames. Dies führt zu einer S?ttigung des Signals und einer Abschw?chung der Signalintensit?t mit fortschreitender Messung. b) Durch Verringern der Spinauslenkung auf 10° kann das vorher erkennbare S?ttigungsverhalten reduziert werden. c) Die zus?tzliche Messung des T2 Signals liefert hochaufl?sendere Informationen, jedoch führt dies zus?tzlich zu Artefakten welche durch Sequenzoptimierung auf ein Minimum reduziert werden müssen.