1. IntroductionGas volume fraction

1. Introduction
Gas volume fraction (GVF), simply void fraction is an important
parameter in describing gas–liquid two-phase flows, since it is
required to predict e.g., pressure drop, heat transfer or the
occurrence of critical two-phase flow. A quantitative knowledge
of such effects is needed for example in oil industry and to design
industrial reactors. Several methods can be applied to measure
GVF. Reviews of these measuring techniques can be found in [1–4].
The methods commonly used are based on weight, electromagnetic signals, optical signals or radiation attenuation. Radiation
attenuation methods as gamma-densitometry determine the GVF
of two-phase systems non-intrusively. Among the techniques
based on radiation attenuation (neutron, γ and X-rays),
γ-densitometry has several advantages: it is less expensive than
neutron-densitometry and it offers – contrary to X-ray attenuation
techniques – mono-energetic rays without intensity fluctuations.
Gamma-ray densitometers usually consist of a γ-source and a
γ-ray detector. The detector is positioned to record transmitted
and/or scattered γ-rays. Johnasen and Jackson [5] measured GVF in
gas/oil/water pipe flows independent of salinity of water component
using the so-called dual mode densitometry (DMD). The DMD is
based on recording both transmitted and scattered γ-rays using
two separate γ-ray detectors. The 59.6 keV line from a 241Am γ-ray
source (30 mCi) was used. Wide collimation for the incident γ-ray
beam was used, however, narrow collimation of the detectors
measuring transmission and scattering radiation were used.
Tjugum et al. [6] used a compact low-energy multi-beam γ-ray
densitometer for oil/water/gas pipe-flow measurement. They used
241Am source (150 mCi ) and three detectors, all collimated and
embedded in the pipe wall. Two of the detectors measured
transmitted γ-rays and the third measured scattered radiations
at 901. The tests of this system showed that an increase accuracy of
the GVF measurements compared to a one-beam geometry, and
that the multi-beam geometry and DMD measurements principles
yielded flow-regime information and information on the salinity
of water fraction. Park and Chung [7] utilized a single-beam
γ-densitometer to measure the average void fraction in a small
diameter stainless steel pipe under critical flow conditions. They
used 60Co source (30 mCi) and a single NaI(Tl) detector and the
measurements were based on transmission geometry. Abro and
Johansen [8] have shown that a multi-beam γ-ray densitometer
with four detector can be used to determine GVF accurately and
independent of the flow regime. They used the 59.6 keV line from
a 241Am γ-ray source of 14 mCi activity. Wide collimation for the
incident γ-ray beam was used, however, narrow collimation of the
detectors measuring transmission and scattering radiation were
used. The void fraction in the liquid hydrogen used for the
moderator of the HANARO cold neutron source was measured by
using a γ-densitometer technique based on transmission [9]. They
used HPGe detector and a 241Am γ-ray source. Fine geometry
for both source and detector was used. Kumara et al. [10])
applied a single-beam γ-densitometer to investigate oil–water
flow in horizontal and slightly inclined pipes. They used 241Am
γ-ray source (45 mCi) and NaI(Tl) detector. Stahl and von Rohr [11]
measured the GVF using a single-beam γ-densitometry based on

Kết quả (Việt) 2:

1. Giới thiệu
Gas khối lượng phần (GVF), chỉ đơn giản là vô hiệu phần quan trọng là một
tham số trong mô tả dòng chảy hai pha khí-lỏng, kể từ khi nó được
yêu cầu để dự đoán ví dụ, giảm áp lực, truyền nhiệt hoặc
sự xuất hiện của dòng chảy hai giai đoạn quan trọng. Một kiến thức định lượng
của tác động đó là cần thiết ví dụ như trong ngành công nghiệp dầu mỏ và thiết kế
lò phản ứng công nghiệp. Một số phương pháp có thể được áp dụng để đo lường
GVF. Ý kiến của các kỹ thuật đo lường có thể được tìm thấy trong [1-4].
Các phương pháp thường được sử dụng là dựa trên trọng lượng, các tín hiệu điện, tín hiệu quang hoặc xạ suy giảm. Xạ
phương pháp suy giảm là gamma-đo mật độ xác định GVF
của hệ thống hai giai đoạn không intrusively. Trong số các kỹ thuật
dựa trên sự suy giảm bức xạ (neutron, γ và X-quang),
γ-đo mật độ có nhiều ưu điểm: nó là ít tốn kém hơn so với
neutron đo mật độ và nó cung cấp - trái với suy giảm X-ray
kỹ thuật - tia mono-tràn đầy năng lượng mà không có cường độ biến động.
densitometers Gamma-ray thường bao gồm một γ-nguồn và một
máy dò γ-ray. Các máy dò được vị trí để ghi lại truyền
và / hoặc phân tán, γ-quang. Johnasen và Jackson [5] đo GVF trong
đường ống khí / dầu / nước chảy độc lập với độ mặn của thành phần nước
sử dụng cái gọi là chế độ đo mật độ kép (DMD). Các DMD được
dựa trên ghi cả hai truyền và rải rác γ-quang bằng cách sử dụng
hai máy dò γ-ray riêng biệt. Dòng 59,6 keV từ một γ-ray 241Am
nguồn (30 mCi) đã được sử dụng. Chuẩn trực Wide cho sự cố γ-ray
chùm đã được sử dụng, tuy nhiên, chuẩn trực hẹp của các máy dò
đo truyền tải và phân tán bức xạ đã được sử dụng.
Tjugum et al. [6] được sử dụng một năng lượng thấp đa tia γ-ray nhỏ gọn
đo độ đậm đặc cho dầu / nước / khí đo đường ống dòng. Họ đã sử dụng
241Am nguồn (150 mCi) và ba máy dò, tất cả chuẩn trực và
nhúng trong thành ống. Hai trong số các máy dò đo
truyền γ-quang và bức xạ tán xạ đo thứ ba
tại 901. Các thử nghiệm của hệ thống này cho thấy một sự gia tăng độ chính xác của
các phép đo GVF so với một hình học một chùm, và
rằng hình học đa chùm và các phép đo DMD nguyên tắc
mang lại thông tin dòng chảy-chế độ và các thông tin về độ mặn
của phần nước. Park và Chung [7] sử dụng một đơn tia
γ-đo mật độ để đo trung bình khoảng trống trong một phần nhỏ
đường kính ống thép không gỉ trong điều kiện dòng chảy quan trọng. Họ
sử dụng nguồn 60Co (30 mCi) và NaI (Tl) phát hiện đơn và các
phép đo được dựa trên hình học truyền. Abro và
Johansen [8] đã chỉ ra rằng một đa chùm đo mật độ γ-ray
với bốn máy dò có thể được sử dụng để xác định chính xác GVF và
độc lập với chế độ dòng chảy. Họ sử dụng các dòng 59,6 keV từ
một nguồn γ-ray 241Am của 14 hoạt động mCi. Chuẩn trực Wide cho
chùm tia γ-ray được sử dụng, tuy nhiên, chuẩn trực hẹp của
máy dò đo truyền tải và phân tán bức xạ được
sử dụng. Khoảng trống phần trong hydro lỏng được sử dụng cho các
điều phối viên của Hanaro nguồn neutron lạnh được đo bằng cách
sử dụng một kỹ thuật γ-đo mật độ dựa trên [9] truyền. Họ
sử dụng máy dò HPGe và một nguồn γ-ray 241Am. Hình học tốt
cho cả hai nguồn và phát hiện đã được sử dụng. Kumara et al. [10])
áp dụng một đơn tia γ-đo độ đậm đặc để điều tra dầu-nước
chảy trong ống nằm ngang và hơi nghiêng. Họ đã sử dụng 241Am
nguồn γ-ray (45 mCi) và NaI (Tl) phát hiện. Stahl và von Rohr [11]
đo GVF cách sử dụng một chùm tia γ-đo mật độ dựa trên