图书介绍

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氦-4和氦-3及其应用
  • 张鹏,黄永华,陈国邦编著 著
  • 出版社: 北京:国防工业出版社
  • ISBN:7118043354
  • 出版时间:2006
  • 标注页数:302页
  • 文件大小:22MB
  • 文件页数:314页
  • 主题词:氦4-基本知识;氦3-基本知识

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图书目录

第1章 绪论1

参考文献5

第2章 液氦的获得及氦的热物性6

2.1 液氦的获得方式及小型液化系统6

2.1.1 Simon氦液化系统6

2.1.2 卡皮查氦液化循环8

2.1.3 采用G-M型低温制冷机的小型氦液化器9

2.1.4 飞利普型氦液化装置10

2.2 大型氦液化系统及液氦储存容器11

2.2.1 Collins液化系统11

2.2.2 具有两相膨胀机的氦液化器12

2.2.3 高效率的氦液化器13

2.2.4 具有四温度级制冷的氦液化器13

2.2.5 具有冷压缩机的氦制冷机和液化器14

2.2.6 液氦贮槽16

2.3 液氦的性质与状态方程17

2.4 维里型状态方程19

2.5 氦的热物理性质21

2.5.1 非临界区域氦的热物理性质21

2.5.2 临界区域氦的热物理性质26

2.6 氦的输运性质28

2.6.1 非临界区域氦的输运性质28

2.6.2 临界区域氦的输运性质29

参考文献30

第3章 超流氦的特性31

3.1 超流氦的奇异特性31

3.2 二流体模型36

3.3 超流氦的物性37

3.4 超流氦的获得39

3.4.1 饱和态超流氦的获得方法39

3.4.2 过冷态超流氦的获得方法40

3.5 卡皮查热阻45

3.5.1 卡皮查热阻的理论模型45

3.5.2 卡皮查热导的计算49

参考文献52

第4章 超流氦的量子性质54

4.1 玻色—爱因斯坦凝聚和“准粒子”的理论概念54

4.2 声子和旋子55

4.3 超流氦中的涡旋线57

4.4 临界速度60

4.5 超流氦中的量子涡旋62

参考文献65

第5章 液氦的流动和传热66

5.1 液氦的流动66

5.2 液氦中的稳态传热70

5.3 液氦中的瞬态传热76

5.4 液氦的流动沸腾传热81

5.5 超临界氦传热和强迫对流瞬态换热87

5.5.1 超临界氦传热87

5.5.2 超临界氦强迫对流瞬态换热96

参考文献98

第6章 超流氦的流动与传热101

6.1 超流氦的理想流体运动与传热方程101

6.2 超流氦的黏性流体运动方程102

6.3 超流氦的稳态传热106

6.3.1 超流氦在不同形状流道情况下的最大热流密度107

6.3.2 超流氦在不同状态下的最大热流密度109

6.3.3 超流氦的强迫对流传热113

6.4 超流氦的膜态沸腾与从膜态沸腾的回复116

6.4.1 膜态沸腾的换热系数117

6.4.2 膜态沸腾传热的理论模型125

6.4.3 从膜态沸腾的回复130

6.5 超流氦的瞬态传热131

6.5.1 瞬态传热过程的分析131

6.5.2 瞬态膜态沸腾传热136

6.5.3 超流氦中的第二声波及流动中的瞬态传热139

参考文献142

第7章 氦-3的基本特性145

7.1 氦-3的基本物理、化学特征145

7.2 氦-3的获取146

7.2.1 Li6中子俘获反应146

7.2.2 氦-3/氦-4低温分离146

7.2.3 未来氦-3的重要来源——月球147

7.3 氦-3的相图及其基本特性148

参考文献149

第8章 氦-3的低温热力学性质150

8.1 氦-3的气—液相平衡——饱和曲线150

8.1.1 饱和蒸气压150

8.1.2 正压密度156

8.1.3 气—液饱和曲线上的其他性质158

8.2 氦-3的气—液临界区性质167

8.2.1 临界准则167

8.2.2 氦-3的临界参数169

8.2.3 临界点附近的比热容特性171

8.3 氦-3熔化曲线上的热力学性质172

8.3.1 熔化压力173

8.3.2 熔化密度178

8.3.3 膨胀系数和压缩系数180

8.3.4 熔化状态下的比热容和熵181

8.3.5 熔化曲线上氦-3的声速181

8.4 氦-3的Joule-Thomson转化曲线181

8.5 正常液体及气体氦-3的热力学性质186

8.5.1 P-V-T状态性质186

8.5.2 单相区比热容194

8.5.3 声速201

8.5.4 其他导出性质205

8.6 氦-3的维里方程及系数218

8.7 氦-3的T-S和P-H图224

参考文献227

第9章 氦-3的输运性质233

9.1 氦-3的热导率233

9.2 氦-3的黏度238

9.3 氦-3的表面张力245

参考文献246

第10章 氦-3的超流特性248

10.1 氦-3超流性的发现及意义248

10.2 氦-3超流性的验证和解释250

10.3 氦-3超流体的特征252

10.3.1 氦-3超流体的相结构252

10.3.2 氦-3超流体的微观特征253

10.3.3 氦-3超流体的宏观流动及其热力学特征253

10.3.4 超流氦-3的另外两个宏观现象259

10.4 量子流体氦-3与氦-4的比较260

参考文献261

第11章 氦-4和氦-3的应用及相关前沿研究263

11.1 超流氦流动冷却超导磁体263

11.2 超流氦的相分离研究266

11.2.1 空间相分离器的种类266

11.2.2 多孔塞的工作原理267

11.3 超流氦的空间应用270

11.3.1 超流氦空间储存方式270

11.3.2 超流氦的空间相分离系统270

11.3.3 超流氦空间恒温器的结构设计271

11.3.4 超流氦空间恒温器的热设计272

11.3.5 超流氦空间恒温器内的液体晃动272

11.3.6 超流氦特殊制冷装置272

11.4 氦-4的前沿研究物理问题273

11.4.1 与超流氦相变相关的前沿研究273

11.4.2 固体中的超流特性研究279

11.5 氦-3在低温制冷领域的应用282

11.5.1 氦-3负压制冷283

11.5.2 氦-3压缩制冷285

11.5.3 氦-3/氦-4稀释制冷286

11.5.4 回热式低温制冷291

11.5.5 新型的氦-3低温制冷技术294

11.5.6 以超流氦-3为工质的低温制冷机296

11.6 氦-3的其他用途296

11.6.1 理想的聚变能资源296

11.6.2 氦-3核磁共振297

11.6.3 制造氢的同位素H3298

11.6.4 激光放大器工质298

11.6.5 表面探针298

11.6.6 寻找宇宙暗物质298

11.6.7 氦-3同位素质谱仪测定技术298

11.6.8 利用氦-3研究太阳的特征299

参考文献299

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