量化混合使用磁共振成像

以下实验的总体目标是使用磁共振成像作为评估混合和工艺设备的强大工具。这是通过在分流和重组静态混合器中组合两种液体流来实现的。通过选择合适的成像协议获得 Mr.Images。

这些图像允许对混合器进行表征。性能结果是针对与个人护理产品相关的应用获得的，但该程序可应用于广泛的食品、化学品、生物质和生物流体。与其他技术（如视频）相比，使用磁共振成像的主要优点是可以可视化不透明材料。

此外，该信息是定量的，可以计算组分浓度和混合程度。可视化、混合。通过使用 MRI 将空间测量的浓度分布与计算的浓度分布进行详细比较，有助于验证计算流体、动态模拟和制造过程。

SAR 混合器由铺设在 PVC 管中的许多不同板组成。每个激光切割板由 PMMA 组成，切割厚度为 1.59 毫米。每个板都有一个矩形键，可将其沿亚克力棒对齐。

在 PVC 管中，塑料可以是透明的或不透明的。这些板具有各种设计，这些设计具有流体可以流经的开口。板以重复的模式铺设到管道中，从而形成混合的隧道。

通过管板 S 的两种流体用于流入重复模体的两种流体。一个流体流位于中心，流体流位于上方和下方。它们的相对流速为 10 比 1。

接下来，流体在一个开放的通道中相遇，该通道由 8 块 C 型板制成。然后，流体通过板 I 的 8 个板物理分离成两个垂直通道，下一部分由 16 个独特的板组成，它们将每个流体流逆时针旋转 90 度。然后，流体流经八个板，这些板将流体分成两个水平通道。

重复的图案以 8 个开放式通道板结束。总体而言，该图案通过 PVC 管重复了六次。组装一个流动系统，通过在线分流和重组静态混合器泵送碳极解决方案，首先将混合器放置在磁铁中。

该磁体是单个基于特斯拉永磁体的成像光谱仪的一部分，峰值梯度强度为每米 0.3 特斯拉，几乎是隔间外壳，能够控制和记录测试流体的质量流量。此外，在混合器上游加入一个压力传感器以监测压力，一个由螺线管制成的射频线圈，在圆柱形体积的情况下具有四圈，并与 PVC 管紧密配合。最后，两种不同的解决方案与进气口相连。

在本演示中，溶液将是含或不含氯化锰的 Carbopol。通过在搅拌罐中将一定量的聚合物缓慢筛入去离子水中来制备卡波泊溶液。用 50% 氢氧化钠溶液中和卡波波尔溶液至 pH 值 7。

当聚合物在水中膨胀时，中和作用使溶液达到其最大粘度。为了形成凝胶，请准备含有 MR 的第二个掺杂碳极溶液。造影剂氯化锰。为了表征流动行为或流变学，在 25 摄氏度的流体温度下使用标准的 Coquette 几何形状来测量剪切粘度。

在 LA 节奏模式下使用 0.1 到 500 帕斯卡的稳态纯粹应力扫描，每十倍频程 10 个点和 5% 的容差。然后在 LA 对数模式下以每秒 628 到 0.63 拉德的频率扫描测量应变，每十倍频程 10 个点。在选择成像参数时，我们需要考虑图像中的总信噪比以及掺杂区和导通区之间的对比度和信号强度。

在本例中，我们选择了梯度回波序列，并选择了 the. 的浓度。为我们提供了信号强度与浓度的线性依赖关系。MR 序列不包括流量补偿。

因此，为避免运动伪影，在静止液体下进行成像成像，成像时间约为 1 到 4 分钟。重新定位混合器以对不同轴向位置的体积进行成像。将混合管轴向滑过磁体，直到所需体积位于磁体中心的 NMR 线圈中心。

然后重复成像过程。最后，使用图像分析程序分析 MR 数据，以记录组分浓度的空间分布。在这项工作中，两种解决方案的真正逻辑性质无法区分。

溶液的粘弹性能具有凝胶体系的特性，其存储量大于损耗，模量和损耗相当恒定。损失超过存储的斜率随着频率的增加而增加，相应的相位滞后遵循相同的趋势来评估流动过程中粘性力对惯性力的相对贡献。雷诺数计算为通过板的平均流量。

这些值远小于 1.0，表明粘性力在惯性力中占主导地位。因此，混合是通过层流拉伸和剪切而不是湍流。为了说明使用 MRI 进行血流可视化的强大功能，以下结果是在不同轴向位置的选定图像。

SAR 混合器有效、均匀地分流，如第一、第二和第三混合段下游的 H 板图像所示。通过每个混合段的掺杂流体条纹的数量增加了一倍。更改图像值阈值会显示掺杂流体的条纹随着每次通过基体而增加。

在混合器中逆时针旋转 90 度的一系列图像显示了在整个隧道的混合过程中，垂直流如何变成水平流。两个流体流多次加倍 在尝试进行这些测量时，重要的是要记住，与分子扩散影响组分浓度分布的时间相比，测量时间应该非常短。这些混合的实验测量对于测试混合的计算流体动力学模拟以及分离和复合混合器中使用的流体流变学组成模型的影响特别有用。

观看此视频后，您应该对如何使用磁共振成像研究静态混合器中的浓度分布有了很好的了解。