Zusammenfassung Es wurden Verweilzeituntersuchungen und Gasverteilungsmessungen an einer senkrecht mit Wasser durchströmten kiesbefüllten Säule mit vier intermediären Eisengranulatschichten durchgeführt. Zur Messung der Verweilzeitspektren wurde in die Zuleitung der Säule ein 60 ml Bolus BaCl2-Lösung (1,4 mol/l) eingespeist. Der Eintrittszeitpunkt des Bolus an der Säule wurde mittels einer direkt am Eintrittstutzen angebrachten Leitfähigkeitsnadelsonde erfasst. Der Durchgang des Tracerbolus durch verschiedene Messebenen wurde mittels Gammadurchstrahlung aufgezeichnet. Aus dem Schwächungssignal lassen sich Verweilzeitspektren direkt ableiten. Zur Bestimmung der Verweilzeit bzw. der mittleren Strömungsgeschwindigkeit in der Säule wurden zwei charakteristische Zeitpunkte des Verweilzeitspektrums verrechnet. Einmal der Frontzeitpunkt, der den erstmaligen Nachweis von Tracerflüssigkeit in der Messebene bezeichnet, sowie der Boluszeitpunkt, der durch die maximale Tracerkonzentration in der Messebene gegeben ist. Der gammadensitometrische Nachweis des Tracerbolus war aufgrund der starken axialen Dispersion nur in der unteren Hälfte der Säule möglich. Die Ergebnisse gaben keinen Hinweis auf größere gasbedingte hydraulische Obstruktionen in der Säule. Der Nachweis von Gaseinschlüssen bzw. die Darstellung der Gasverteilung in vier ausgewählten Messebenen wurde mit dem Verfahren der Gammastrahlungstomographie realisiert. Die Messebenen wurden jeweils mittig zwischen den Eisengranulatschichten gewählt. Bezüglich der Verteilung des Bariumtracers wurden keine nennenswerten Konzentrationsgradienten im Messquerschnitt gefunden, so dass von einer homogenen Durchströmung der Säule ausgegangen werden kann. Erkannt wurden Gaseinschlüsse besonders im peripheren Bereich des Säulenquerschnitts. Der globale Gasgehalt ist dabei kleiner als 5%.

Zusammenfassung Es wurden Verweilzeituntersuchungen und Gasverteilungsmessungen an einer senkrecht mit Wasser durchströmten kiesbefüllten Säule mit vier intermediären Eisengranulatschichten durchgeführt. Zur Messung der Verweilzeitspektren wurde in die Zuleitung der Säule ein 60 ml Bolus BaCl2-Lösung (1,4 mol/l) eingespeist. Der Eintrittszeitpunkt des Bolus an der Säule wurde mittels einer direkt am Eintrittstutzen angebrachten Leitfähigkeitsnadelsonde erfasst. Der Durchgang des Tracerbolus durch verschiedene Messebenen wurde mittels Gammadurchstrahlung aufgezeichnet. Aus dem Schwächungssignal lassen sich Verweilzeitspektren direkt ableiten. Zur Bestimmung der Verweilzeit bzw. der mittleren Strömungsgeschwindigkeit in der Säule wurden zwei charakteristische Zeitpunkte des Verweilzeitspektrums verrechnet. Einmal der Frontzeitpunkt, der den erstmaligen Nachweis von Tracerflüssigkeit in der Messebene bezeichnet, sowie der Boluszeitpunkt, der durch die maximale Tracerkonzentration in der Messebene gegeben ist. Der gammadensitometrische Nachweis des Tracerbolus war aufgrund der starken axialen Dispersion nur in der unteren Hälfte der Säule möglich. Die Ergebnisse gaben keinen Hinweis auf größere gasbedingte hydraulische Obstruktionen in der Säule. Der Nachweis von Gaseinschlüssen bzw. die Darstellung der Gasverteilung in vier ausgewählten Messebenen wurde mit dem Verfahren der Gammastrahlungstomographie realisiert. Die Messebenen wurden jeweils mittig zwischen den Eisengranulatschichten gewählt. Bezüglich der Verteilung des Bariumtracers wurden keine nennenswerten Konzentrationsgradienten im Messquerschnitt gefunden, so dass von einer homogenen Durchströmung der Säule ausgegangen werden kann. Erkannt wurden Gaseinschlüsse besonders im peripheren Bereich des Säulenquerschnitts. Der globale Gasgehalt ist dabei kleiner als 5%.

Multi-phase flows of small solid particles and gas bubbles in optically opaque fluids play a key role in both mineral and metallurgical processing, which use the principle of froth flotation and bubble flotation, respectively. To gain visual insight into such particle-laden multi-phase flows, this dissertation investigates the application of radiographic techniques, employing both X-rays and neutron radiation. Lab-scale experiments are performed with model particles in liquid foams and liquid metals, focussing on the time-resolved measurement of the particles’ motion in the multi-phase flows, aiming for a sufficient contrast-to-noise ratio in the X-ray or neutron image sequences. The model experiments in this dissertation demonstrate the capabilities of X-ray and neutron radiography to image multi-phase flows in particle-laden and optically opaque fluids, especially to measure the motions of small particles with high spatial and temporal resolution. X-ray radiography enables to track custom-tailored tracer particles acting as tools for experimental investigations of flow phenomena in three-dimensional liquid foams. Both radiographic techniques supplement each other for imaging measurements of multi-phase flows with gas bubbles and solid particles in liquid metals. However, to visualise smallest model particles in liquid metal flows, neutron radiography proves to be the more promising technique compared to X-ray radiography. All in all, this dissertation contributes to paving the way for systematic radiographic measurements and further studies of particle-laden flows in optically opaque fluids.