氦-3-氦-4混合物模型及熱物理性質(zhì)研究.pdf

1、3He-4He混合物是一種特殊的低溫流體混合物，其在低溫工程、基礎(chǔ)物理學(xué)和空間技術(shù)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。這些應(yīng)用大多需要3He-4He混合物熱物性數(shù)據(jù)的支持。雖然有關(guān)3He-4He混合物的熱物性測(cè)量和理論研究在過(guò)去60年已在4K以下大量開展，但是其固-液相邊界曲線特征方程、寬范圍混合物模型以及熱物性計(jì)算程序一直處于空缺狀態(tài)。為了解決這個(gè)制約3He-4He混合物各項(xiàng)應(yīng)用獲得進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，本文以研究3He-4He混合物相平衡曲線，流體區(qū)熱力

2、性質(zhì)及混合物模型為目標(biāo)，開展了以下工作： 1.收集了大量有關(guān)3He-4He混合物的文獻(xiàn)，整理了其中的PVT和VLE(氣-液相平衡)熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)，極大地完善了3He-4He混合物電子文獻(xiàn)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)；并將大量數(shù)據(jù)繪制成圖表，以便直觀地反映3He-4He混合物的性質(zhì)變化趨勢(shì)，方便了之后的研究工作。 2.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)獨(dú)立編寫的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序以較高的精度預(yù)測(cè)了整個(gè)混合物凝固壓力曲面，在國(guó)際上首次提出了0.4K-5K溫區(qū)，

3、0-1全組分范圍的顯式混合物凝固壓力特征方程，其精度滿足工程精度要求。 3.在分析3He-4He混合物特殊性質(zhì)以及亥姆霍茲能混合模型優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，提出了在亥姆霍茲能框架內(nèi)發(fā)展3He-4He混合物模型的研究思路。 4.基于VLE實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)情況和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，在亥姆霍茲能方程理論框架內(nèi)對(duì)發(fā)展VLE性質(zhì)輔助方程進(jìn)行了可行性分析并給出了具體的實(shí)施步驟。 5.在國(guó)際上獲得了第一個(gè)可付諸工程應(yīng)用的亥姆霍茲能形式3He-4H