东北大学2021年12月《金属学与热处理基础》期末考核试题库及答案参考15

东北大学2021年12月金属学与热处理基础期末考核试题库及答案参考1. 分析CFB锅炉的翼型过热器的布置在炉膛中部位置，煤粉炉的壁式再热器布置在炉膛上方的原因。分析CFB锅炉的翼型过热器的布置在炉膛中部位置，煤粉炉的壁式再热器布置在炉膛上方的原因。(1)炉膛温度对比。CFB锅炉炉膛温度为850910，固态排渣煤粉炉膛温度为14001500。 (2)换热方式对比。CFB锅炉的翼型过热器的辐射换热与对流换热比例相当；固态排渣煤粉炉壁式再热器的换热以辐射换热为主。 (3) CFB锅炉的翼形过热器烟气温度比较低，不会引起超温爆管。床料细颗粒对过热器金属的磨损较为严重，需要采取必要的防磨措施。 (4)固态排渣煤粉炉壁式再热器的烟气温度较高，一般在10001100。由于再热蒸汽的压力较低，比体积较大，蒸汽对受热面的冷却效果较差，为了避免超温爆管，将固态排渣煤粉炉壁式再热器布置在炉膛上部。 2. 以下二元混合物活度系数模型中，满足不对称归一化条件的是_。Aln1=2(x22)Bln1=2(x22一1)C以下二元混合物活度系数模型中，满足不对称归一化条件的是_。Aln1=2(x22)Bln1=2(x22一1)Cln1=2(1一x12)Dln1=2(x12)正确答案：B3. 分析自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化的原因。分析自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化的原因。自然循环锅炉的循环倍率一般都大于4。水冷壁中流动的是汽水混合物，而且以水为主。水的流动和蒸发保证了管壁的冷却效果；热负荷高的水冷壁由于自然循环的自补偿作用而增加了水冷壁管内的质量流速。因此自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化。4. 通常不需要型芯和浇注系统即可获得空心旋转体铸件的铸造方法是( )。A、熔模铸造B、压力铸造C、金属型铸造D、离心铸造参考答案：A5. 分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。影响固体不完全燃烧损失的因素有以下几点。 (1)过量空气系数。过量空气系数太大，炉膛温度偏低，燃烧不完全；过量空气系数太小，炉膛氧气浓度偏低，燃烧不完全。 (2)煤的挥发分降低、发热量降低，固体不完全燃烧损失越大。 (3)锅炉负荷率。锅炉负荷率越高，炉膛温度越高，煤的燃尽度越高。燃烧效率越高，固体不完全燃烧损失越小。 (4)煤的灰熔点越低，煤粉燃烧中形成结渣的可能性越大。结渣中含有的固体碳元素越多，燃烧效率越低，固体不完全燃烧损失越大。 (5)煤粉细度。煤粉平均颗粒粒径越大，燃尽所需要的时间越长，固体不完全燃烧损失越大。 (6)排渣方式。在锅炉容量相同的条件下，固态排渣炉的固体不完全燃烧损失大于液态排渣煤粉锅炉。 (7)燃烧方式。层燃锅炉的固体不完全燃烧损失大于循环流化床锅炉，循环流化床锅炉的固体不完全燃烧损失大于煤粉锅炉。 (8)配风方式。分级配风可能造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 (9)煤粉分配均匀性。如果某一台旋流燃烧器或者某一个角的直流燃烧器的煤粉流量偏大，也会造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 6. 化学热处理是由( )基本过程组成。A.分解B.吸收C.氧化D.扩散参考答案：ABD7. 热继电器的连接导线太粗会使热继电器出现( )A、误动作;B、不动作 ;C、热元件烧坏;D、控制电路不通。参考答案：B8. 根据金属材料在磁场中受到的磁化程度的不同，可分为( )。A.铁磁性材料B.顺磁性材料C.磁性材料D.抗磁性材料参考答案：ABCD9. 已知某台1025t/h煤粉锅炉燃烧贫煤，已知条件列于下表中，计算三原子气体的辐射减弱系数并对计算结果进行分析已知某台1025t/h煤粉锅炉燃烧贫煤，已知条件列于下表中，计算三原子气体的辐射减弱系数并对计算结果进行分析和讨论。计算三原子气体辐射减弱系数的已知条件受热面()T(K)rH2Orns(m)炉膛、大屏、壁式再热器109713700.1490.22410.790后 屏102112940.1460.2200.774中温再热器89311660.1460.2200.250后水引出管88611590.1460.2200.194高温再热器81110840.1440.2170.170悬吊管73410070.1420.2130.230低温过热器垂直段7009730.1410.2130.350转向室6569290.1400.2116.943低温过热器水平段4547270.1380.2090.223省煤器4016740.1360.2060.251空气预热器1404130.1330.2010.010根据公式 假设p=0.098MPa，将已知条件代入上式得到计算结果，汇总于下表中。 三原子气体辐射减弱系数的 受热面 kq1/(mMPa) 炉膛、大屏、壁式再热器 2.794 后 屏 12.540 中温再热器 24.510 后水引出管 28.000 高温再热器 31.528 悬吊管 28.439 低温过热器垂直段 23.415 转向室 4.882 低温过热器水平段 33.853 省煤器 32.843 空气预热器 190.379 计算结果(1)计算结果表明，三原子气体的辐射减弱系数随着烟气的流动，逐渐增加。 (2)在辐射换热比例比较高的受热面，水冷壁、高过、高再等受热面，三原子气体的辐射减弱系数大约在2.794190.41/(mMPa)之间。 (3)对比飞灰颗粒的辐射减弱系数可知，三原子气体的辐射减弱系数大约是飞灰粒子的辐射减弱系数的531倍。可见辐射受热面的主要辐射成分是三原子气体，即烟气中的水分、二氧化碳、二氧化硫。 10. 纯物质不可能由蒸气直接变成固体而不经过液相。纯物质不可能由蒸气直接变成固体而不经过液相。此题为判断题(对，错)。正确答案：如碘蒸气可以直接凝华成固体，反之也可以11. 简述直流锅炉的负荷升、降过程中的汽温调节方式。简述直流锅炉的负荷升、降过程中的汽温调节方式。(1)升负荷过程：少量增加给水流量，按照对应负荷下的煤水比(煤水比随着负荷的升高而降低)少量增加燃料量和空气量，用减温水量稳定蒸汽温度。重复上述微调过程直到从低负荷过渡到高负荷。 (2)降负荷过程：少量减小给煤量，按照对应负荷下的煤水比(煤水比随着负荷的降低而升高)少量降低给水流量，用减温水量稳定蒸汽温度，重复上述微调过程直到从高负荷降低到低负荷。 12. 低合金钢按主要质量等级可分为( )。A.普通质量低合金钢B.优质低合金钢C.特殊质量低合金钢D.铁道用低合金钢参考答案：ABC13. 简述水的温度升高，表面张力下降，汽泡破裂难度增加的原因。简述水的温度升高，表面张力下降，汽泡破裂难度增加的原因。水分子之间的吸引力是范德华力，数值基本上不变。随着水温的提高，水分子的热运动加剧，水分子之间的排斥力增加，表面张力下降。汽泡是一种以范德华力为吸引力的单分子封闭膜，表面张力的下降表明构成单分子膜的分子之间吸引力(拉力)下降。一方面范 德华力基本上不变，另一方面水分子膜上的分子之间的拉力下降，因此汽泡难以破碎。 14. 高分子材料，陶瓷材料的工艺路线较简单，而金属材料的工艺路线较复杂，但适应性能很好，常用的加工方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工等。( )A、错误B、正确参考答案：B15. 试用PR方程计算360K异丁烷饱和蒸汽的焓和熵。已知360K和01MPa时Hig=18115Jmol，Sig=29598 J(mo试用PR方程计算360K异丁烷饱和蒸汽的焓和熵。已知360K和01MPa时Hig=18115Jmol，Sig=29598 J(mol.K)。正确答案：异丁烷的Tc=4081KPc=3648MPa=0176。rn 从Antoine方程可以计算终态压力计算得P=Ps=14615MPa(饱和蒸汽压也可以直接用状态方程计算)。rnrn 由热力学性质计算软件得到T=360K和P=14615MPa的蒸气的标准偏离焓和标准偏离熵即可容易计算出结果。rn 得 H15758 JmolS2691 J(mol.K)。异丁烷的Tc=4081K,Pc=3648MPa,=0176。从Antoine方程可以计算终态压力,计算得P=Ps=14615MPa(饱和蒸汽压,也可以直接用状态方程计算)。由热力学性质计算软件得到T=360K和P=14615MPa的蒸气的标准偏离焓和标准偏离熵,即可容易计算出结果。得H15758Jmol,S2691J(mol.K)。16. 已知某电厂超临界压力600MW汽轮机的BRL工况的过热蒸汽流量D1=1785t/h，再热蒸汽流量为D2=1484t/h。计算汽轮机已知某电厂超临界压力600MW汽轮机的BRL工况的过热蒸汽流量D1=1785t/h，再热蒸汽流量为D2=1484t/h。计算汽轮机的汽耗率。汽耗率 600MW超临界压力汽轮机机组的汽耗率约为2975g/(kWh)，300MW亚临界压力汽轮机机组的汽耗率约为3117g/(kWh)。 (2)汽轮机的汽耗率越低，汽轮机的效率越高，因此应当大规模安装超临界火力发电机组。 (3)因为不同容量的机组，汽轮机主蒸汽的压力、温度不相同，主蒸汽的焓也不同，因此汽耗率的数值高低只具有相对比较意义。 17. 简述亚临界压力锅炉汽包不采用蒸汽清洗装置的原因。简述亚临界压力锅炉汽包不采用蒸汽清洗装置的原因。随着锅炉压力的提高，饱和水与饱和蒸汽的密度越来越接近，同时，饱和水与饱和蒸汽的溶盐能力也越来越接近，用给水清洗蒸汽达到蒸汽净化的作用越来越弱，因此不采用蒸汽清洗装置。18. 简述发电厂用煤的着火特性。简述发电厂用煤的着火特性。煤粉着火由易到难的顺序为褐煤、烟煤、贫煤(劣质烟煤)、无烟煤。褐煤虽然容易着火，但是发热量太低。因此要维持褐煤的燃烧需要将燃烧器布置成6角或者8角燃烧器切向燃烧。19. 风力发电机的接地电阻应每年测试一次。( )此题为判断题(对，错)。参考答案：20. 特殊物理性能钢包括( )。A.软磁钢B.永磁钢C.无磁钢D.铁道用合金钢参考答案：ABCD21. 核反应堆中控制核裂变反应快慢的部分是( )A.涡轮机B.控制棒C.燃料棒D.热交换器核反应堆中控制核裂变反应快慢的部分是( )A.涡轮机B.控制棒C.燃料棒D.热交换器正确答案：B22. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的省煤器烟气入口温度为11=451，烟气出口温度为2=397，炉膛烟气量为Vy=7.7544已知某台1025t/h锅炉BRL工况的省煤器烟气入口温度为11=451，烟气出口温度为2=397，炉膛烟气量为Vy=7.7544m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为B=125.11t/h。炉膛的宽度为a=13.335m；尾部烟道深度dzxs=12.330m，沿着尾部烟道宽度方向片数n=92，尺寸516；试计算省煤器的平均烟气流速。(1)计算省煤器所在烟道的烟气流通截面积 F2=(a-nd)dzxs=106.6(m2) (2)计算烟气流量 (3)计算烟气平均流速 (1)本题计算的1025t/h锅炉省煤器的烟气平均流速为6.46m/s，比低温过热器烟气速度有较大幅度的降低，原因是省煤器管子沿着宽度方向的片数遮减少，烟气通截面积增加、烟气温度降低。 (2)随着烟气的流动，漏风量越来越大，烟气的质量流量越来越大，同时烟气温度降低引起的烟气体积流量的降低导致了烟气流速的下降。总体而言，沿着烟气流程，烟气的流速应当越来越低。 23. 实际金属的晶体缺陷有( )。A.点缺陷B.体缺陷C.线缺陷D.面缺陷参考答案：ACD24. 金属晶格的基本类型有( )。A.体心立方晶格B.四方晶格C.面心立方晶格D.密排六方晶格参考答案：ACD25. 分析四角切圆布置直流煤粉燃烧器容易发生结渣的部位。分析四角切圆布置直流煤粉燃烧器容易发生结渣的部位。(1)在炉膛垂直方向上，燃烧器上方区域是烟气温度较高的区域，灰分容易发生熔化现象。水冷壁的温度也较高，容易发生结渣。 (2)如果燃煤是挥发分含量较低的贫煤、无烟煤，由于煤粉燃尽时间的延长，过热器、再热器的炉膛部分也可能发生结渣现象。 (3)在炉膛横截面上，燃烧器区域水冷壁的热角容易发生结渣现象，如图6-2所示。 (4)如果一次风速偏低，着火距离缩短，这时也可能在冷角发生结焦现象。 26. 已知某台1913t/h超临界压力锅炉(600MW)水冷壁为螺旋管圈结构。BRL工况：蒸发量D=1792.3t/h。水冷壁压力26.0MPa已知某台1913t/h超临界压力锅炉(600MW)水冷壁为螺旋管圈结构。BRL工况：蒸发量D=1792.3t/h。水冷壁压力26.0MPa，入口水比体积v1=0.0018761m3/kg，水冷壁出口温度为405，比体积为v2=0.0058137m3/kg。螺旋管圈水冷壁管直径：38.1mm6.36mm;螺旋管圈水冷壁根数：316根。垂直水冷壁管直径：34.93mm6.21mm;螺旋管圈水冷壁根数：1264根。计算水冷壁的质量流速和入口水流速、出口蒸汽流速。(1)计算质量流速 1)螺旋管圈，内径dn=38.1-26.36=25.38(mm)，质量流速为 2)垂直管屏，内径dn=34.93-26.21= 22.51mm，质量流速为 (2)计算水和蒸汽的流速 螺旋管圈，入口水比体积v1=0.0018761m3/kg，质量流速为 1=()1xv1=31140.0018761=5.843(m/s) 垂直管屏出口蒸汽比体积为v2=0.0058137m3/kg，质量流速为 2=()czv2=9900.0058137=5.754(m/s)(1)本题计算的1913t/h超临界压力锅炉水冷壁螺旋管圈和垂直管屏的蒸汽流速接近。 (2)本题计算的1913t/h超临界锅炉水冷壁螺旋管圈的质量流速为3114kg/(m2s)，垂直管屏的质量流速为990kg/(m2s)。可见炉膛下辐射区域的热负荷较高，采用螺旋管圈可以达到很高的质量流速，从而保证水冷壁的安全。 27. 压力体由( )围成。A.压力面B.受压曲面C.自由液面D.过受压面周界的铅垂平面参考答案：BCD28. 金属的力学性能主要有以下哪些?( )A、强度B、硬度C、塑性D、厚度参考答案：ABC29. 试定性讨论纯液体在等压平衡汽化过程中，摩尔性质M(=V、S、G)随T的变化试定性讨论纯液体在等压平衡汽化过程中，摩尔性质M(=V、S、G)随T的变化正确答案：下图中Tb是系统压力下的沸点。rn下图中Tb是系统压力下的沸点。30. 分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障。分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障。(1)贫煤的燃尽时间长，这样会有较少的热量释放给水冷壁，锅炉的蒸发量不足。 (2)锅炉的蒸发量不足，过热蒸汽硫量不足，烟气温度偏高可能导致过热蒸汽温度超过额定值。 (3)锅炉的蒸发量不足，再热蒸汽的流量也不足，可能会使再热蒸汽温度超过额定值。 31. 合金的熔点取决于它的化学成分。( )A.错误B.正确参考答案：B32. 比较固态排渣炉与液态排渣炉的散热损失。比较固态排渣炉与液态排渣炉的散热损失。(1)固态排渣炉的炉膛烟气温度大约在14001500，液态排渣炉的炉膛烟气温度大约在17001750。 (2)对于同等容量和蒸汽压力、温度的锅炉而言，水冷壁以及过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面的温度也基本上是常数。在保温材料成分和厚度不变的条件下，液态排渣炉和固态排渣炉的散热损失基本上接近。 33. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件重量为汽包筒身重量的8.15%，已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件重量为汽包筒身重量的8.15%，正常水位在汽包几何中心线以下50mm，汽包压力为19.0MPa，水空间容积为Vw=26.12m3。假设给水泵的流量超过正常值10t/h，计算该锅炉汽包的汽容积、从正常水位到发生满水事故的时间并对计算结果进行分析与讨论。(1)计算汽包总容积 (2)计算汽包蒸汽空间容积 Vs=V-Vw=26.74(m3) 查阅水特性表，得到19.0MPa的饱和水的比体积v=0.0019225m3/kg。 (3)蒸汽空间可以容纳的饱和水量 (4)从正常水位到发生满水事故的时间 (1)正常水位时，10250t/h锅炉汽包中的汽空间容积为26.74m3。 (2)如果给水泵的流量比正常值高出10t/h，10250t/h汽包锅炉从正常水位到发生满水事故的时间为83.5min，因此满水事故处理的时间比较充裕。 (3)1025t/h锅炉为亚临界参数锅炉，自动化程度高，但运行人员仍需具有较高的业务素质，当发生汽包水位异常时，如果判断可能发生满水事故，应当及时调整给水泵流量，防止发生满水事故。 34. 铸件有哪些特点?( )A、适应性广B、生产成本低C、铸件质量低D、形状和尺寸精度也低参考答案：ABCD35. 已知某台400t/h锅炉汽包长度L=14.480m，内径dn=1.400m，壁厚=0.080m，汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%。已知某台400t/h锅炉汽包长度L=14.480m，内径dn=1.400m，壁厚=0.080m，汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%。正常水位在汽包几何中心线以下50mm，汽包压力为10.5MPa。汽包的金属质量为Mqb=48353kg，汽包中水的质量为Mw=7667kg，汽包钢材的比热容为0.46kK/(kgK)。假定汽包压力突然下降0.5MPa，计算该锅炉汽包的会有多少千克水被蒸发?并对计算结果进行分析与讨论。查饱和水性质表，得到10MPa饱和水的焓h2=1407.87kJ/kg，饱和温度t2=311，10.5MPa饱和水的焓h1=1429.27kJ/kg，饱和温度t1=314.61。 (1)饱和水闪蒸放出的热量 Q1=Mw(h1-h2)=164074(kj) 查饱和水性质表，10MPa饱和水的汽化潜热r=2725.47-1407.87=1317.6(kJ/kg)。 假定汽包金属的一半质量参与了降温过程，降温幅度为t=314.61-311=3.61()。 (2)金属的吸热量 (3)闪蒸的水量 (1)400t/h锅炉满负荷运行时(BRL)蒸汽压力降低0.5MPa，会使汽包中的水蒸发94.1kg，相当于原始水量的1.23%。 (2)400t/h锅炉满负荷运行时(BRL)蒸汽压力降低0.5MPa，会引起汽包中的水的蒸发和汽包下半部分温度的下降。因此会使汽包产生热应力，同时会使汽包向上弯曲，因此压力下降的幅度不能太大。 (3)汽包锅炉压力突然降低会引起汽水共腾现象，这会进一步导致虚假水位的出现，因此当锅炉降低压力时，压力降低的幅度不能太大。 36. 分析中速磨煤机的冲刷磨损指数适用范围。分析中速磨煤机的冲刷磨损指数适用范围。1.2Ke2.0的煤，MPS，MBF磨煤机；Ke1.2的煤，HP，RP磨煤机；磨损性很强的煤，Ke2.0，使用钢球磨煤机；损性很弱的煤；Ke1.0的煤使用风扇磨煤机。37. 简述煤的成分的计算基准。简述煤的成分的计算基准。煤的成分的计算基准包括收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。38. 按焊缝在空间所处的位置不同，有( )之分。A、平焊B、立焊C、仰焊D、横焊参考答案：ABCD39. 分析高压加热器的投停对再热蒸汽温度的影响。分析高压加热器的投停对再热蒸汽温度的影响。(1)高压加热器的投运，必然增加高压缸的抽汽量，再热蒸汽的流量就会下降，再热器的吸热能力不变，单位质量的再热蒸汽的焓增提高，再热蒸汽温度提高。 (2)高压加热器的停运，必然降低高压缸的抽汽量，再热蒸汽的流量就会提高，再热器的吸热能力不变，单位质量的再热蒸汽的焓增降低，再热蒸汽温度降低。 40. 简述直流锅炉发生传热恶化的类型。简述直流锅炉发生传热恶化的类型。亚临界压力直流锅炉发生的传热恶化是第一类传热恶化或者第二类传热恶化。 超临界压力直流锅炉由于没有饱和水的蒸发过程，所以发生的传热恶化是第二类传热恶化。 41. 简述直流锅炉蒸发受热面发生热偏差的原因。简述直流锅炉蒸发受热面发生热偏差的原因。(1)自然循环锅炉水冷壁由于其自补偿特性可以自动适应由于热负荷变化引起的蒸发量的差异。 (2)控制循环锅炉水冷壁由于具有一定的强制循环特性，因此存在一定的热偏差风险。 (3)直流锅炉的循环倍率K=1，所有的工质必须一次性通过蒸发受热面，由于蒸发过程产生的蒸汽体积大于水的体积，因此流动阻力增加，导致流量降低。即受热强的水冷壁管子的流动阻力偏大，质量流量偏低。如果热负荷超过了一定范围，就会导致直流锅炉水冷壁管子壁温升高，进而导致水冷壁的爆管事故，因此直流锅炉容易发生热偏差、第二类传热恶化。超临界锅炉的水冷壁就是过热器的一部分，热偏差会更加明显。 42. 在下列三种材料中，( )最适合制造锉刀。A.T8A钢B.T10钢C.T12钢参考答案：C43. 将50cm3的液体水与50cm3的液体甲醇在常温、常压下混合后，其总体积为100cm3。将50cm3的液体水与50cm3的液体甲醇在常温、常压下混合后，其总体积为100cm3。此题为判断题(对，错)。正确答案：真实液体混合过程的体积变化不等于零44. 分析燃烧煤需要的实际烟气量煤的发热量与元素分析和工业分析成分之间的换算关系。分析燃烧煤需要的实际烟气量煤的发热量与元素分析和工业分析成分之间的换算关系。由式 Vy=Vy0+1.0161(-1)Vom3/kg(标准状态下) 由上式可见： (1)煤的发热量越高，理论空气量越大，实际烟气量越大。 (2)煤的挥发分含量越低，理论烟气量越大，实际烟气量越大。 (3)煤的挥发分含量越低，过量空气系数越大，实际烟气量越大。 45. 已知某电厂亚临界压力1025t/h锅炉燃用西山贫煤，BMCR燃煤消耗量B=135.72t/h，排烟烟气量Vy=7.9569m3/kg(标准已知某电厂亚临界压力1025t/h锅炉燃用西山贫煤，BMCR燃煤消耗量B=135.72t/h，排烟烟气量Vy=7.9569m3/kg(标准状态下)，烟囱出口烟气温度为yc=130，烟气速度为y=2734m/s(见下表)。计算烟囱出口的烟气速度并确定烟囱高度H。烟囱高度与烟气速度H(m)150180210240y(m/s)27303234(1)计算烟从出口处的实际烟气量 (2)计算烟囱高度。假定，烟气速度分别取27、30、32、34m/s，则烟囱出口面积，对应的烟囱高度分别是150、180、210、240m。 (3)计算烟囱出口内径。假定，烟气速度分别取27、30、32、34m/s，则烟囱出口内径为 (1)烟囱高度越高，烟囱出口烟气速度越高。 (2)烟囱高度越高，烟囱出口内径越小。 (3)在人口稠密的城市附近或者内地，烟囱高度尽可能取上限，在人口稀少的地区或者沿海地区烟囱高度尽可能取下限。 46. 分析随着锅炉容量增加，高压加热器蒸汽温度提高的原因。分析随着锅炉容量增加，高压加热器蒸汽温度提高的原因。(1)锅炉的容量越大(即蒸汽流量D越大)，水蒸气的压力越高，对应的水的饱和温度以及给水温度就越高。 (2)为了维持较高的给水温度，必须提高高压加热器的热源温度，即提高高压缸抽汽的压力，如图1-1所示。 47. EOS+法既可以计算混合物的汽液平衡，也能计算纯物质的汽液平衡。EOS+法既可以计算混合物的汽液平衡，也能计算纯物质的汽液平衡。此题为判断题(对，错)。正确答案：只适用于混合物汽液平衡的计算48. 球墨铸铁常用的热处理工艺有( )。A.退火B.正火C.调质D.贝氏体等温淬火参考答案：ABCD49. 钢的耐热性包括( )。A.热稳定性B.熔点C.蠕变强度D.沸点参考答案：AC50. 绘制锅炉的焓压图，分析各种压力等级锅炉的受热面吸热量特性。绘制锅炉的焓压图，分析各种压力等级锅炉的受热面吸热量特性。(1)饱和水与饱和蒸汽的焓与压力的关系见图15-1； (2)各种压力等级的锅炉工质焓与压力的关系见图15-2。 (1)焓压图上某一个压力下，饱和蒸汽线与饱和水线之差基本上就是单位质量工质在水冷壁的吸热量。由图15-1中饱和水与饱和蒸汽的焓与压力的关系可知，临界压力以下的锅炉压力越高，蒸发同样数量的工质的吸热量越小。因此，要提高锅炉容量，必须提高锅炉蒸汽的压力。 (2)由图15-1可知，饱和水蒸气的焓随着压力的提高首先快速提高，约在2.4MPa到达顶点后，开始随着压力的继续提高逐渐降低，在接近临界压力的区域(21.2MPa以上压力)，饱和蒸汽焓快速降低，在临界压力达到最小值2085.9kJ/kg。 (3)由图15-1可知，饱和水的焓随着压力的提高单调上升。01.3MPa，饱和水焓随着压力提高快速上升；1.321.2MPa，饱和水焓随着压力提高缓慢上升；在接近临界压力的区域(21.2MPa以上压力)，饱和水焓随着压力提高快速上升；在临界压力达到最大值2085.9kj/kg。 (4)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，给水加热吸热比例逐渐提高。 (5)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，临界压力以下锅炉的饱和水蒸发吸热比例(基本上就是水冷壁吸热比例)逐渐降低，当锅炉压力提高到直到临界压力时，饱和水蒸发吸热比例降低为0，超临界锅炉的水冷壁蒸发吸热量为0。此时给水的一部分加热热量由水冷壁完成，过热蒸汽的一部分吸热量也由水冷壁完成。因此超临界锅炉的水冷壁就是省煤器和过热器的一部分。 (6)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，过热蒸汽吸热比例逐渐升高，超临界锅炉的过热蒸汽吸热比例超过50%，所以会将过热器的尽可能多地布置在炉膛中。 (7)由图15-2可知，随着锅炉压力(超高压及其以上压力)的提高，再热蒸汽吸热比例也小幅度提高。 (8)基于图15-2的分析，不同压力、容量的锅炉，受热面有着不同的吸热特性。因此，不同压力、容量的锅炉受热面布置和锅炉结构特点有较大区别。 51. 用PR方程计算甲烷(1)-乙烷(2)一丙烷(3)一正丁烷(4)一丙烯(5)等摩尔液体混合物在P=3MPa下的泡点温用PR方程计算甲烷(1)-乙烷(2)一丙烷(3)一正丁烷(4)一丙烯(5)等摩尔液体混合物在P=3MPa下的泡点温度和气相组成。正确答案：T=25778Ky1=07822y2=01310y2=00354y4=00098y5=00416T=25778K,y1=07822,y2=01310,y2=00354,y4=00098,y5=0041652. 原则上，由状态方程和Cpig(T)模型就可以计算所有均相封闭体系热力学性质的变化值。原则上，由状态方程和Cpig(T)模型就可以计算所有均相封闭体系热力学性质的变化值。此题为判断题(对，错)。正确答案：53. 分析自然循环锅炉循环回路的自补偿特性的变化规律。分析自然循环锅炉循环回路的自补偿特性的变化规律。(1)随着锅炉负荷的提高，炉膛的温度有所提高，水冷壁的吸热量增加，水冷壁中汽水混合物的蒸汽份额增加，下降管和水冷壁组成的上升管之间的密度差增加，自然循环水动力增加，在这个锅炉负荷变化阶段，循环流速随着锅炉负荷的提高而逐渐提高，这种性质称为自然循环的水动力特性。 (2)如果锅炉炉膛的热负荷继续提高，由于水冷壁中的汽水混合物中蒸汽份额的继续提高，汽水混合物的容积流量会大大增加，汽水混合物的流速也会大大增加，此时汽水混合物的流动阻力与流速的平方成正比，即汽水混合物的流动阻力增加速度超过了炉膛热负荷的增加速度，水冷壁的循环流速随着锅炉负荷的继续提高而降低。在这个负荷变化阶段中，自然循环锅炉不具备自补偿特性。 (3)自然循环锅炉要进行水动力校核计算，保证锅炉在全负荷范围内工作在自补偿特性区间内。 54. 回火是将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。( )A、错误B、正确参考答案：B55. 通常把铸造分为砂型铸造、特种铸造两大类。( )A、错误B、正确参考答案：B56. 已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料消耗量为125.11t/h太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，炉膛冷灰斗已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料消耗量为125.11t/h太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，炉膛冷灰斗中部标高为7.5m，炉膛出口截面中心标高55m，燃烧器一次风标高A，18.84m;B，20.11m;C，21.24m;D，24.195m;E，25.465m;三次风喷嘴标高：F，26.705m;G，27.4m。试计算燃烧器相对标高。炉膛高度 h1=55-7.5=47.5(m) 各层喷嘴中心高度 喷嘴A hr1=18.84-7.5=11.34(m) 喷嘴B hr2=20.11-7.5=12.61(m) 喷嘴C hr3=21.24-7.5=13.74(m) 喷嘴D hr4=24.195-7.5=16.695(m) 喷嘴E hr5=25.465-7.5=17.965(m) 喷嘴F hr6=26.705-7.5=19.205(m) 喷嘴G hr7=27.4-7.5=19.9(m) 一次风喷嘴5层，燃烧90%的煤粉；三次风2层，燃烧10%的煤粉。 燃料消耗量计算 每一个一次风喷嘴消耗的燃料量 每一个三次风喷嘴消耗的燃料量 燃烧器的布置高度 燃烧器的相对高度 xr=hr/h1=14.978/47.5=0.315 57. 分析煤粉管道外敷设保温层的原因。分析煤粉管道外敷设保温层的原因。自然环境的温度在-3040之间变化，煤粉管道中的空气、煤粉混合物含有大量水分，如果煤粉管道温度太低，可能造成水分在煤粉管道内壁结露，进而发展成煤粉管道堵塞故障。因此无论是中间储仓式制粉系统还是直吹式之分系统的煤粉管道都必须在煤粉管道外敷设必要的保温层。58. 可锻铸铁应理解为( )。A、锻造成形的铸铁B、可以锻造的铸铁C、具有较高的塑性和韧性的铸铁D、上述说法都不对参考答案：D59. 查阅相关文献，在水和水蒸气热力性质图表的基础上计算1.3、3.9、9.8、13.7、16.8、27.4MPa的水蒸气动力循环中锅炉查阅相关文献，在水和水蒸气热力性质图表的基础上计算1.3、3.9、9.8、13.7、16.8、27.4MPa的水蒸气动力循环中锅炉的给水加热、蒸发、过热、再热吸热比例，并对计算结果进行分析和讨论。参照工程热力学和锅炉原理相关知识，假设水蒸气的膨胀为等熵膨胀，可以得到下表的计算结果。其中为再热蒸汽流量与主蒸汽流量之比，下标1、2、gs分别表示过热蒸汽、再热蒸汽、给水。 不同压力的水蒸气动力循环的加热、蒸发、过热、再热比例 p1(MPa) p2(MPa) t1() t2() tgs() 总焓增(kJ/kg) 1.3 300 105 2602.6 3.9 450 150 2698.0 9.8 540 215 2555.8 13.7 2.74 540 540 240 2829.7 16.8 3.36 540 540 270 2685.4 27.4 5.48 605 605 280 2807.7 p1(MPa) 吸热量比例(%) (%) 加热 蒸发 过热 再热 1.3 14.4 75.8 9.9 0 0 3.9 16.5 63.8 19.7 0 0 9.8 18.6 52.0 29.3 0 0 13.7 18.4 32.0 34.3 15.2 75.0 16.8 18.6 32.5 31.6 17.3 78.5 27.4 27.5 0 52.9 19.6 83.0 由下表可得如下结论： (1)随着锅炉压力的提高，给水加热吸收的热量比例越来越高，因此省煤器受热面积会随着锅炉压力的提高而增加。 (2)随着锅炉压力的提高，蒸发吸热的比例越来越低；超临界压力锅炉的蒸发吸热比例为0，即随着锅炉压力的提高，将单位质量的水蒸发为水蒸气吸收的热量越来越少。因此要扩大锅炉的容量，必须提高锅炉蒸汽的压力。 (3)随着锅炉压力的提高，过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例逐步提高。特别是超临界压力锅炉，过热蒸汽吸热比例超过50%。这样就可以将更多的过热器布置在炉膛里。考虑的再热器调温的问题，也可以将一部分再热器布置在炉膛里。 (4)本题的计算结果作了如下假设，水蒸气的膨胀过程为等熵膨胀。 (5)图11-2是上表的直观描述。在超临界压力锅炉中，过热蒸汽的吸热比例很大，因此超临界压力锅炉过热器的汽温特性可能是辐射受热面特性：锅炉负荷越高，过热蒸汽的温度越低。 60. 重油理论空气量计算。已知液体燃料的理论空气量 Vo=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oarm3/kg(标准状重油理论空气量计算。已知液体燃料的理论空气量Vo=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oarm3/kg(标准状态下)(5-4)计算重油的理论空气量。将重油元素分析代入式(5-4)得到各种重油的理论空气量，将计算结果汇总于下表。 我国部分重油的理论空气量 序号 重油产地 Cdaf (%) Hdaf(%) Sdaf(%) Odaf(%) Ndaf(%) Qar,net(kJ/kg) Vom3/kg(标准状态下) 1 大庆原油常压重油 87.57 12.26 0.17 0 0 42341 11.04 2 山东原油常压重油 85.78 11.72 1.32 0 0 41303 10.78 3 大港原油常压重油 87.91 11.91 0.18 0 0 42144 10.98 4 江汉原油常压重油 84.83 12.17 3 0 0 41629 10.87 5 玉门原油常压重油 88.03 11.76 0.21 0 0 41985 10.95 6 克拉玛依原油常压重油 87.57 12.29 0.14 0 0 42370 11.05(1)重油的理论空气量高于煤的理论空气量。原因是重油的收到基低位发热量高于煤的收到基低位发热量。 (2)在重油系列中，发热量越高的重油，理论空气量也越大。 (3)在锅炉启动或者低负荷运行时，为了维持炉膛内着火的稳定性，需要投入油枪(油燃烧器)，此时空燃比(空气与燃料的流量之比)应当有所提高。