Röntgen und Mikro-Röntgen-Computertomographie

Tomographische Verfahren bieten die Möglichkeit einer nichtinvasiven und überlagerungsfreien Darstellung der Dichteverteilung eines Objektes. Neben der schichtweisen tomographischen Aufnahme und Rekonstruktion kann bei Verwendung eines zweidimensionalen Bildaufnahmearrays die dreidimensionale Struktur eines Objektes mit der Kegelstrahl-Tomographie innerhalb eines Messzyklus rekonstruiert werden. Im Rahmen der Forschung zur Thermofluiddynamik werden röntgenradiographische und computertomographische Messverfahren zur Untersuchung von Gasgehaltsverteilungen in Strömungskanälen sowie von Stoff- und Phasenverteilungen in chemischen Reaktionsgefäßen eingesetzt.

Am Institut für Fluiddynamik sind verschiedene Röntgenapparate für vielfältige experimentelle Studien verfügbar. Dazu zählen eine konventionelle Röntgenanlage, eine Mikrofokus Röntgenanlage und einige Anlagen für die Ultraschnelle-Röntgen-CT. Diese Anlagen werden unter anderem für Radiographie, Radioskopie und Kegelstrahl-Tomographie eingesetzt und erreichen räumliche Auflösungen von etwa 0,5 mm bis 5 µm. Konventionelle Röntgenanlage mit Detektorarray, Rotationstisch und den zwei Röntgenröhren

Gemessene Gasgehaltsverteilung in einem Rührkesselreaktor (Kegelstrahl-CT mit konventionellem Röntgensystem, Auflösung ca. 0,5 mm)

Höchste räumliche Auflösungen sind am Mikrofokus-Messplatz erreichbar. Diese Anlage wird zur Untersuchung in kleinen Geometrien (Radiographie von Kristallisationsprozessen, Zweiphasenströmungen in Minikanälen, Mikrostrukturtomographie) eingesetzt. Feinfokus-Röntgenmessplatz Makroporen in einem Polyolefinpartikel (Feinfokus-CT, Auflösung ca. 3 µm)

Benetzung von Kanalwänden eines Monolith-Katalysators (Feinfokus-CT, Auflösung ca. 3 µm)

Publikationen

Referierte Zeitschriften:

• M. Schubert, A. Bieberle, F. Barthel, S. Boden, U. Hampel
  Advanced Tomographic Techniques for Flow Imaging in Columns with Flow Distribution Packings
  Chemie Ingenieur Technik 83(2011), 979-991.

• U. Hampel, J. Otahal, S. Boden, M. Beyer, E. Schleicher, W. Zimmermann, M. Jicha
  Miniature conductivity wire-mesh sensor for gas-liquid two-phase flow measurement
  Flow Measurement and Instrumentation 20(2009), 15-21.

• S. Boden, M. Bieberle, G. Weickert, U. Hampel
  Three-dimensional analysis of macroporosity distributions in polyolefin particles using X-ray microtomography
  Powder Technology 188(2008), 81-88.

• S. Boden, M. Bieberle, U. Hampel
  Quantitative measurement of gas hold-up distribution in a stirred chemical reactor using X-ray cone-beam computed tomography
  Chemical Engineering Journal 139(2008), 351-362.

• H. V. Hristov, S. Boden, U. Hampel, H. Kryk, G. Hessel, W. Schmitt
  A study on the two-phase flow in a stirred tank reactor agitated by a gas-inducing turbine
  Chemical Engineering Research and Design 86(2008), 75-81.

Konferenzbeiträge:

• H. V. Hristov, S. Boden, U. Hampel, H. Kryk, W. Schmitt, G. Hessel
  Experimental and numerical assessment of the phase distribution in a stirred tank reactor agitated by a gas-inducing turbine
  DECHEMA 2006 - GVC/DECHEMA-Jahrestagungen 2006, Rhein-Main-Hallen, Wiesbaden, 26.-28.09.2006, Wiesbaden, Germany
  Chemie Ingenieur Technik 78(2006), 1274.

• S. Boden, M. Bieberle, U. Hampel
  Measurement of porosity in polyolefin particles using X-ray microtomography
  Proceedings 4th International Symposium on Process Tomography, Warzaw, Sept. 2006.

• H. V. Hristov, S. Boden, U. Hampel, H. Kryk, W. Schmitt, G. Hessel
  Experimental and CFD analysis of a stirred tank reaction mechanically agitated by gas-inducing turbine
  Proceedings 17th International Congress of Chemical and Process Engineering, CHISA, 27.-31.08.2006, Praha, Czech Republic.

• H.V. Hristov, S. Boden, U. Hampel, H. Kryk, W. Schmitt, G. Hessel
  CFD simulations and X-ray measurements of the local gas hold-up in a stirred tank reactor agitated by a gas-inducing turbine
  ANSYS-FZD Multiphase Flow: Simulation, Experiment and Application, 26.-29.06.2006, Dresden, Germany.

• M. Schubert, S. Boden, U. Hampel, R. Lange
  Untersuchung der Mehrphasenströmung in Trickle-Bed Reaktoren mittels Röntgenradiographie und –tomographie
  Chemie Ingenieur Technik, 77(2005), 1215.

• S. Boden, U. Hampel, M. Speck
  Quantitative Measurement of Gas Distributions in a Stirred Chemical Reactor with Cone-Beam X-ray Computed Tomography
  Proceedings of the 4th World Congress on Industrial Process Tomography, Aizu, Japan, Sept. 2005, 813-818.

Sonstige Schriften:

• S. Boden, U. Hampel, M. Speck
  Cone-beam X-ray tomography of a batch reactor with gassing stirrer
  Institute of Safety Research, Annual Report, FZR-420, 45-52, 2004.

• S. Boden
  Computertomographische Untersuchung von Phasenverteilungen in chemischen Rührkesselreaktoren
  Diplomarbeit, Fakultät Elektrotechnik, TU Dresden, 2004.