Bestimmung der Gasphasenverteilung in industriellen Kreiselpumpen unter Nutzung der Gammastrahlentomographie

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der quantitativen Bestimmung von Gasphasenverteilungen in industriellen Kreiselpumpen unter Verwendung der hoch auflösenden Gammastrahlentomographie. Die Messgenauigkeit des Tomographiesystems wurde mit einem rotierenden, modularen Messphantom bestimmt, welches entwickelt wurde um verschiedene Gasgehalte und Strukturen nachzubilden. Mit definierten Konfigurationen dieses Phantoms wurde erstmals eine kombinierte Methode zur Aufnahme der Tomographiedaten durchgeführt und validiert. Die anschließenden Untersuchungen einer Kreiselpumpe bei verschiedenen eingespeisten Gasgehalten zeigten einen Einfluss der Eintrittsbedingungen auf die Gasverteilung im Laufrad und somit auf das Betriebsverhalten.

This thesis presents the quantitative determination of gas-phase distributions in an industrial centrifugal pump using high-resolution gamma-ray computed tomography. Measurement accuracy was determined onto a sophisticated and rotated modular test mockup miming various gas fraction distributions and structures. Additionally, combined CT scanning mode was applied for the first time and validated using defined mockup configuration. Furthermore, investigations of the centrifugal pump operated with various gas fractions at the inlet showed a non-negligible influence of the inlet conditions onto the gas-phase distribution inside the impeller wheel and thus the operational behavior.