خلط الكمي باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي

الهدف العام من التجربة التالية هو استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي كأداة قوية لتقييم معدات الخلط والمعالجة. يتم تحقيق ذلك من خلال الجمع بين تيارين سائلين في خلاط ثابت مقسم ومعاد تجميعه. يتم الحصول على Mr.Images عن طريق اختيار بروتوكول التصوير المناسب.

تسمح هذه الصور بتوصيف الخلاط. يتم الحصول على نتائج الأداء لتطبيق ذي صلة بمنتجات العناية الشخصية ، ولكن يمكن تطبيق الإجراء على مجموعة واسعة من السوائل الغذائية والكيميائية والكتلة الحيوية والبيولوجية. الميزة الرئيسية لاستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي على التقنيات الأخرى ، مثل الفيديو ، هي أنه يمكن تصور المواد غير الشفافة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن المعلومات هي تركيزات كمية ومكونات ويمكن حساب درجة الخلط. التصور والاختلاط. يمكن أن يكون استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي مفيدا في التحقق من صحة السوائل الحسابية والمحاكاة الديناميكية وعمليات التصنيع من خلال المقارنات التفصيلية لتوزيعات التركيز المقاسة مكانيا مع توزيعات التركيز المحسوبة.

يتكون خلاط SAR من عدد من الألواح المختلفة الموضوعة في أنبوب PVC. تتكون كل لوحة قطع بالليزر من PMMA وتقطع بسمك 1.59 ملم. تحتوي كل لوحة على مفتاح مستطيل يقوم بمحاذاة قضيب أكريليك.

في الأنابيب البلاستيكية ، قد يكون البلاستيك شفافا أو معتما. تتميز الألواح بتصميمات مختلفة لها فتحات يمكن أن تتدفق من خلالها السوائل. يتم وضع الألواح في الأنبوب بنمط متكرر ينتج عنه أنفاق تختلط.

يتم استخدام السائلين اللذين يمران عبر لوحة الأنبوب S لتدفق السائلين اللذين يدخلان في الشكل المتكرر. يوجد تيار سائل واحد في المركز وتيارات السائل أعلى وأسفل. هم بمعدل تدفق نسبي من 10 إلى واحد.

بعد ذلك ، تلتقي السوائل في قناة مفتوحة ، والتي تتكون من ثماني ألواح من النوع C. ثم يتم فصل السوائل فعليا إلى قناتين رأسيتين بواسطة ثماني لوحات من اللوحة I.يتكون القسم التالي من 16 لوحة فريدة من نوعها ، والتي تحول كل تيار سائل ملتوي 90 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة. ثم يتدفق السائل عبر ثماني صفائح تقسم السوائل إلى قناتين أفقيتين.

ينتهي الزخرفة المتكررة بثماني ألواح قناة مفتوحة. بشكل عام ، تكرر الشكل ست مرات من خلال الأنبوب PVC. قم بتجميع نظام تدفق لضخ محلول عمود الكربوهيدرات من خلال الخلاط الثابت المضمن والمعاد تجميعه ، بدءا من وضع الخلاط في المغناطيس.

المغناطيس هو جزء من مطياف تصوير واحد قائم على المغناطيس الدائم من Tesla مع قوة تدرج ذروة تبلغ 0.3 تسلا لكل متر وحاوية مقصورة تقريبا قادرة على التحكم في معدل التدفق الكتلي لسائل الاختبار وتسجيله. بالإضافة إلى ذلك ، قم بدمج محول ضغط في اتجاه المنبع من الخلاط لمراقبة الضغط ، وهو ملف تردد لاسلكي مصنوع من ملف لولبي بأربعة لفات في حالات الحجم الأسطواني ويناسب بشكل وثيق أنبوب PVC. أخيرا ، يرتبط حلان متميزان بالمآخذ.

في هذا العرض التوضيحي ، ستكون المحاليل كاربوبول مع أو بدون كلوريد المنغنيز. قم بإعداد محلول الكربوبول عن طريق غربلة كمية مرجحة من البوليمر ببطء في ماء منزوع الأيونات في خزان مقلوب. قم بتحييد محلول الكربوبول بمحلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 50٪ إلى درجة الحموضة السابعة.

يسمح التحييد للمحلول بتحقيق أقصى قدر من اللزوجة حيث يتضخم البوليمر في الماء. لتشكيل مادة هلامية ، قم بإعداد محلول عمود كربوهيدرات مخدر ثان يحتوي على MR. عامل التباين كلوريد المنغنيز. لتوصيف سلوك التدفق أو الريولوجيا ، استخدم هندسة غناية قياسية عند درجة حرارة سائلة تبلغ 25 درجة مئوية لقياس لزوجة القص.

استخدم اكتساحا مطلقا للضغط في الحالة المستقرة من 0.1 إلى 500 باسكال في الوضع الإيقاعي LA مع 10 نقاط لكل عقد وتحمل 5٪. ثم قم بقياس الإجهاد على اكتساح التردد من 628 إلى 0.63 راد في الثانية في الوضع اللوغاريتمي LA ب 10 نقاط في العقد. عند اختيار معلمات التصوير ، نحتاج إلى مراعاة إجمالي الإشارة إلى الضوضاء في الصورة بالإضافة إلى التباين وشدة الإشارة بين المنطقة المخدرة والمنطقة الداخلية.

في هذه الحالة، اخترنا تتابع صدى متدرج، واخترنا تركيزات ل. لإعطائنا اعتمادا خطيا لشدة الإشارة على التركيز. لا يتضمن تسلسل MR تعويض التدفق.

لذلك لتجنب القطع الأثرية للحركة ، يتم إجراء التصوير على وقت التصوير السائل الهادئ من دقيقة إلى أربع دقائق. أعد وضع جهاز المزج لتصوير وحدات التخزين في مواقع محورية مختلفة. حرك أنبوب الخلاط محوريا عبر المغناطيس حتى يصبح الحجم المطلوب في مركز ملف الرنين المغناطيسي النووي في وسط المغناطيس.

ثم كرر عملية التصوير. أخيرا ، قم بتحليل بيانات MR باستخدام إجراءات تحليل الصور لتوثيق التوزيع المكاني لتركيزات المكونات. في هذا العمل ، كانت الخصائص المنطقية الحقيقية للحلين لا يمكن تمييزها.

تتميز الخصائص اللزجة المرنة للمحاليل بخاصية نظام هلام مع تخزين أكبر من الخسارة والمعامل والخسارة ثابتة إلى حد ما. زاد ميل الخسارة على التخزين عند التردد الأعلى ، واتبع تأخر الطور المقابل نفس الاتجاه لتقييم المساهمة النسبية للقوى اللزجة في قوى القصور الذاتي أثناء التدفق. تم حساب أرقام رينولدز على أنها متوسط التدفق عبر اللوحات.

تشير هذه القيم ، التي تقل كثيرا عن 1.0 ، إلى أن القوى اللزجة تهيمن على قوى القصور الذاتي. وهكذا كان الخلط عن طريق التمدد والقص الصفحي بدلا من الاضطراب. لتوضيح قوة تصور التدفق باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي ، يتم تحديد النتائج التالية في مواقع محورية مختلفة.

خلاط SAR بتقسيم التدفقات بشكل فعال وموحد كما هو موضح في صور ألواح H في اتجاه مجرى النهر من أقسام الخلط الأولى والثانية والثالثة. تضاعف عدد خطوط السوائل المخدرة من خلال كل قسم من أقسام الخلط. يظهر تغيير عتبات قيمة الصورة زيادة خطوط السائل المخدر مع كل مرور عبر الشكل.

توضح سلسلة من الصور من خلال الدوران 90 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة في الخلاط كيف تصبح التيارات الرأسية تيارات أفقية في عملية الخلط عبر النفق بأكمله. يتم مضاعفة تياري السوائل عدة مرات عند محاولة إجراء هذه القياسات ، من المهم أن تتذكر أن وقت القياس يجب أن يكون قصيرا جدا مقارنة بوقت الانتشار الجزيئي للتأثير على توزيعات تركيز المكونات. هذه القياسات التجريبية للخلط مفيدة بشكل خاص لاختبار تأثير النماذج المكونة لريولولوجيا السوائل المستخدمة في المحاكاة الديناميكية للسوائل الحسابية للخلط ، والخلاط المنفصل والمعاد تجميعه.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لدراسة توزيعات التركيز في خلاط ثابت.