一氧化碳流體的高溫高壓狀態(tài)方程.pdf

1、本文從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面研究了一氧化碳(CO)流體的高溫高壓物態(tài)方程。實(shí)驗(yàn)中，液態(tài)CO的第一、二、以及三次沖擊狀態(tài)參量由光分析實(shí)驗(yàn)技術(shù)直接測(cè)定。并且測(cè)量了一次沖擊狀態(tài)的輻射溫度值及其隨時(shí)間變化。同時(shí)，運(yùn)用分子流體微擾變分理論和三相碳的狀態(tài)方程，模擬計(jì)算了液態(tài)CO的多次沖擊過(guò)程，得到與實(shí)驗(yàn)相應(yīng)的沖擊狀態(tài)的熱力學(xué)量。文中詳述了多次沖擊過(guò)程的光分析測(cè)量方法，該方法應(yīng)用于其它分子流體可將其物態(tài)方程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)延伸到更高壓力和更寬的壓縮范圍。取得了

2、以下幾方面研究成果： 1、結(jié)合液氮低溫靶技術(shù)和光分析測(cè)量方法首次同時(shí)測(cè)量了液態(tài)CO樣品的第一、二、三次沖擊Hugoniot物態(tài)方程，分別在19.36GPa、60.36GPa和71.02GPa獲得三個(gè)新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在71.36GPa壓力下，樣品體積的最大壓縮度達(dá)到3.5倍，比文獻(xiàn)中發(fā)表的一次沖擊最大壓縮度提高了20％以上； 2、在不考慮CO分解反應(yīng)的前提下，由分子流體微擾變分理論計(jì)算給出的壓縮體積比測(cè)量值偏高20％以上，

3、本文將實(shí)測(cè)體積的明顯軟化現(xiàn)象歸因于CO分解反應(yīng)所致； 3、本文在19.36GPa處測(cè)量了液態(tài)CO的一次沖擊溫度，發(fā)現(xiàn)溫度值隨時(shí)間遞增，由此證明液態(tài)CO在第一次沖擊壓縮過(guò)程中就發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，并伴有熱量的放出； 4、運(yùn)用分子流體微擾變分理論和三相碳的物態(tài)方程，計(jì)算“鋁基板/液態(tài)CO/藍(lán)寶石”組合靶條件下CO流體依次經(jīng)歷第一、二、及三次沖擊壓縮的熱力學(xué)狀態(tài)參量。 本文利用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)理論研究固/液雙相流體體系的化學(xué)反應(yīng)

4、問(wèn)題，將基于化學(xué)平衡的統(tǒng)計(jì)物理模型應(yīng)用于多次沖擊過(guò)程的理論分析在文獻(xiàn)中未見(jiàn)報(bào)道。在考慮CO發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物中碳的性質(zhì)分別采用固態(tài)金剛石、固態(tài)石墨、以及熱力學(xué)平衡碳三種不同情況描述。理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二者之間存在偏差。在理論計(jì)算中所使用的流體微擾變分理論曾被廣泛的應(yīng)用于氣體及流體的模擬計(jì)算中，并且得到了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。因此本文認(rèn)為，在多次沖擊實(shí)驗(yàn)中碳產(chǎn)物的狀態(tài)可能與現(xiàn)有三相碳物態(tài)方程存在較大差異。除此之外，理論計(jì)算中所使