超流氦传热

超流氦传热   作者:张鹏，王如竹　著
     针对超流氦的流动与传热特性及其在低温系统中的冷却应用，结合近年来的研究成果与进展，本书系统介绍了超流氦的基本特性、物理基础、实验手段，剖析了超流氦在冷却应用中涉及的流动与传热相关的基本热物理问题，进而对其进行了深入的分析和讨论，并对相关科学研究的前沿问题进行了介绍。本书内容全面新颖，适合于从事低温技术研究、设计、教学和生产的科技人员以及从事低温物理研究和应用的科研人员，特别适合于从事超流氦物理与冷却应用技术、低温流体力学与传热学、高能物理实验技术和凝聚态物理研究的科研人员阅读，也可以作为大学低温和制冷专业及凝聚态物理专业高年级学生的选修课教材和研究生的教学参考书。
前言
第1章　氦的性质及超流氦的获得
1.1　氦元素简介
1.2　气氦和液氦的性质
1.2.1　非临界区域氦的热力学性质
1.2.2　临界区域氦的热力学性质
1.2.3　非临界区域氦的输运性质
1.2.4　临界区域氦的输运性质 
1.3　液氦和超流氦的获得
1.3.1　液氦的获得
1.3.2　大型氦液化（制冷）系统及液氦储存容器 
1.3.3　超流氦的获得
1.4　超流氦的热物性
参考文献
第2章　超流氦的基本理论
2.1　超流氦的特异性质和二流体模型
2.2　超常导热、热机械和机械热效应
2.3　声波的传播
2.4　互摩擦作用
2.5　卡皮查热阻
2.6　超流氦沸腾现象
参考文献
第3章　超流氦的量子特性
3.1　玻色-爱因斯坦凝聚和“准粒子”的理论概念
3.2　声子和旋子
3.3　超流氦中的涡旋线
3.4　临界速度
3.5　超流氦中的量子涡旋
参考文献
第4章　超流氦流动与传热相关的实验系统及实验方法
4.1　超流氦恒温器和相关辅助系统
4.1.1　玻璃恒温器和压力控制系统
4.1.2　金属恒温器
4.2　超流氦流动与传热实验系统
4.2.1　平板加热器及导线型加热器
4.2.2　超流氦流动相关实验系统
4.3　超流氦实验研究中的各种传感器
4.3.1　压力传感器
4.3.2　温度传感器
4.4　超流氦流动与传热的可视化实验方法
4.4.1　纹影与阴影可视化方法
4.4.2　特殊的低温可视化实验系统
4.4.3　高速数字摄像机
4.4.4　超流氦沸腾传热实验过程
参考文献
第5章　超流氦中的第二声波
5.1　常规的热波方程
5.1.1　DP1模型的理论背景
5.1.2　DP1模型的提出
5.1.3　DP1导热问题的求解
5.1.4　DP1导热的一些特殊物理特性
5.2　超流氦中的一维平面第二声波研究
5.2.1　线性第二声波（无量子涡旋作用） 
5.2.2　量子涡旋作用下的第二声波
5.3　超流氦浴中的非平面非线性第二声波研究
5.3.1　非平面非线性第二声波的相关实验研究
5.3.2　第二声波的衰减和热激波
5.3.3　超流氦中二维第二声波的传播特性
5.3.4　超流氦中三维第二声波的理论模型及传播特性
5.4　超流氦中第二声波的可视化实验
5.4.1　PIV在超流氦第二声波实验中的应用
5.4.2　第二声波的激光全息干涉可视化 
5.4.3　纹影法对第二声波的测量研究
参考文献
第6章　超流氦的传热特性
第7章　与超波氦膜态沸腾传热相关的热物理现象
第8章　超流氦中不同沸腾状态的分界
第9章　超波氦流体力学
第10章　超流氦的冷却应用及前沿科学问题研究第1章 氦的性质及超流氦的获得
1.1　氦元素简介
1868年8月18日，法国人Janssen在日全食的太阳光谱图上发现在钠元素的谱线附近有一条波长为5 876A的浅黄色线条；1868年10月20日，英国人Lock—yer和Frankland在研究中发现了同样的谱线，经过进一步研究，他们意识到这是一条不属于任何已知元素的新谱线，认为这种元素在地球上还没有被发现，将其命名为Helium，其原义来源于希腊语halios，意为“太阳”。其后1895年Ramsay在铀矿和天然气的谱线中发现了同样的线条，经证实该线条是氦的谱线后，他在《化学新闻》上首先发表了在地球上发现氦的简报，并于同年在英国化学年会上正式宣布了这一发现。至此，氦元素在地球上被发现了。这个概念上的氦是一个统称，泛指氦4，因为当时还不清楚它是否存在同位素。直到1933年Mark Oliphant等发现氦3，人们才对氦的概念加以区分。
氦是一种稀有资源，在地球上极为稀少，并且分布也很不均匀，如图1.1所示是全球氦资源的分布图。总体来说，在大量使用氦气的时候，一般均应进行氦气回收。最初氦气的来源大多均是从空气中进行液化分离，1917年人们首次从天然气中提取出氦气。氦存在于整个宇宙中，按质量计占23％，它是除了氢以外含量最为丰富的元素，但在自然界中它主要存在于天然气或放射性矿石中。在地球上的铀等放射性矿物中所含有的氦是经过a衰变的产物。氦只有在某些天然气中的含量达到一定丰度，在经济上才具有开采的价值。
……针对超流氦的流动与传热特性及其在低温系统中的冷却应用，结合近年来的研究成果与进展，本书系统介绍了超流氦的基本特性、物理基础、实验手段，剖析了超流氦在冷却应用中涉及的流动与传热相关的基本热物理问题，进而对其进行了深入的分析和讨论，并对相关科学研究的前沿问题进行了介绍。
本书内容全面新颖，适合于从事低温技术研究、设计、教学和生产的科技人员以及从事低温物理研究和应用的科研人员，特别适合于从事超流氦物理与冷却应用技术、低温流体力学与传热学、高能物理实验技术和凝聚态物理研究的科研人员阅读，也可以作为大学低温和制冷专业及凝聚态物理专业高年级学生的选修课教材和研究生的教学参考书。