东北大学21秋《金属学与热处理基础》在线作业二答案参考33

东北大学21秋金属学与热处理基础在线作业二答案参考1. 分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高。分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高。燃烧贫煤的锅炉热风温度高，因此省煤器的吸热比例会有所降低，水冷壁中的热水段高度会增加，锅炉的蒸发量会偏小。为了维持锅炉的额定蒸发量，必须多投燃煤，因此燃烧贫煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较低。 燃烧烟煤的锅炉热风温度较低，因此省煤器的吸热比例会有所增加，水冷壁中的热水段高度会降低，锅炉的蒸发量会较大，因此燃烧烟煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较高。 2. 已知，中压锅炉的压力p=3.9MPa，主蒸汽温度t1=450，给水温度tgs=150，已知条件列于下表。计算该压力下水蒸气热已知，中压锅炉的压力p=3.9MPa，主蒸汽温度t1=450，给水温度tgs=150，已知条件列于下表。计算该压力下水蒸气热力循环过程中过热水蒸气加热过程的Pr并对计算结果进行分析与讨论。3.9MPa锅炉的过热蒸汽特性参数t()u10-6kg/(ms)cpkJ/(kgK)10-3W/(mK)t()u10-6kg/(ms)cpkJ/(kgK)10-3W/(mK)25017.513.91050.936022.612.44755.026018.003.47150.437023.052.41855.927018.483.21250.338023.502.39356.828018.953.03250.339023.942.37357.729019.422.89750.640024.372.35558.730019.892.78950.941024.812.34159.731020.352.70351.442025.242.32860.832020.812.63152.043025.672.31861.833021.262.57252.744026.102.31062.934021.722.52353.445026.532.30364.035022.162.48254.2将上表所列数据代入Pr的表达式得到计算结果汇总于下表。 3.9MPa过热蒸汽的Pr t()Prt()Prt()Prt()Pr2501.3453101.0693700.9984300.9622601.2393201.0533800.9914400.9582701.1803301.0393900.9844500.9542801.1413401.0274000.9772901.1123501.0154100.9723001.0893601.0064200.967(1)3.9MPa的过热蒸汽的Pr随着温度的提高而降低。 (2)3.9MPa过热蒸汽的Pr接近于1.1。 (3)由3.9MPa锅炉的过热蒸汽特性参数表可知，3.9MPa过热蒸汽的动力黏度随着温度的升高逐渐提高。 (4)由3.9MPa锅炉的过热蒸汽特性参数表可知，3.9MPa过热蒸汽的比定压热容随着温度的升高逐渐下降。 (5)由3.9MPa锅炉的过热蒸汽特性参数表可知，3.9MPa过热蒸汽的导热系数随着温度的升高逐渐提高。 3. 电弧炉主要用于冶炼高质量的合金钢。( )A.错误B.正确参考答案：B4. 分析燃煤循环流化床锅炉与煤粉炉的水冷壁沾污、结渣情况的区别。分析燃煤循环流化床锅炉与煤粉炉的水冷壁沾污、结渣情况的区别。(1)动力煤的灰分的变形温度DT一般会在11001150。 (2)煤粉炉的炉膛烟气最高温度可以达到15001600，因此煤粉炉的水冷壁一定会有少量的灰层粘在水冷壁管的外壁上。如果灰分的DT很低、发生了缺氧燃烧或者敷设卫燃带的方式不合理，可能造成水冷壁、分隔屏等部位的严重结渣。 (3)循环流化床锅炉的燃烧温度为850910，低于灰分100(DT)，因此循环流化床锅炉水冷壁基本上不结渣，也不发生沾污现象。但是在密相区的耐火材料层外壁会发生结渣现象。另外如果脱硫剂中含有较高的K2O、Na2O或者其他碱金属的氧化物，会使密相区甚至水冷壁发生严重结渣，有时会导致排渣不畅的故障。 5. 对钳工加工特点说法正确的是( )A、可大批量生产B、制造高精度零件C、劳动强队小D、生产率高参考答案：B6. 淬火一般安排在( )。A、毛坯制造之后B、粗加工之后C、磨削之前D、磨削之后参考答案：C7. 测定了异丁醛(1)一水(2)系统在30时的液液平衡数据是x1=08931，x1=00150。由此计算van Laar常数测定了异丁醛(1)一水(2)系统在30时的液液平衡数据是x1=08931，x1=00150。由此计算van Laar常数。已知30时，p1s=2858kPa，p2s=422 kPa。正确答案：A12=432A21=255。A12=432,A21=255。8. 分析煤粉锅炉过量空气系数增加对各受热面吸热量的影响。分析煤粉锅炉过量空气系数增加对各受热面吸热量的影响。(1)只有煤种发热量或者挥发分降低才可能增加过量空气系数。 (2)过量空气系数增加会使煤的理论燃烧温度下降，炉膛烟气温度下降，水冷壁的吸热量降低，锅炉的蒸发量降低。 (3)为了维持锅炉的蒸发量，必须投入更多的燃料和空气，同时也使烟气量大于设计值。烟气量增加，烟道内的通流面积不变，因此烟气的速度增加，从而使烟气侧的对流换热系数1增加。 (4)此时，呈弱对流特性的过热器、再热器的吸热量因为烟气量的增加而增加，因此可能造成过热蒸汽、再热蒸汽温度超过额定值。 (5)省煤器、空气预热器也因为烟气量的增加而增加了吸热量，与此同时排烟温度有所提高。 9. 焊接时在被焊工件的结合处产生( )，使两分离的工件连为一体。A、机械力B、原子间结合力C、粘结力D、A、B和C参考答案：B10. 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：AC11. 锻造前对金属毛坯进行加热温度太高，锻件易断裂。( )A、错误B、正确参考答案：A12. 分析煤粉锅炉燃烧器底NOx燃烧技术与高温腐蚀的关系。分析煤粉锅炉燃烧器底NOx燃烧技术与高温腐蚀的关系。(1)低NOx燃烧技术的原理是，挥发分析出阶段进行缺氧燃烧降低NOx生成量。 (2)低氧燃烧会形成燃烧器下游区域(四角切圆布置的直流燃烧器烟气流动下游，旋流燃烧器的主燃烧区域)的还原性气氛加快结渣、高温腐蚀的速度。 (3)在电力生产实践中，一些电厂为了追求低NOx排放的指标忽视了高温腐蚀对水冷壁安全运行带来的技术隐患，可能会增加水冷壁的爆管频率，乃至影响电厂的整体运行水平。 13. 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。 14. 金属材料的电阻率越大，导电性能越好。( )A.错误B.正确参考答案：A15. 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：B16. 按所有、用气体的不同，气体保护电弧焊有氩弧焊和二氧化碳气体保护焊等。( )A、错误B、正确参考答案：B17. 查阅相关文献，找出目前使用较多的沸腾强化扩展表面。查阅相关文献，找出目前使用较多的沸腾强化扩展表面。强化沸腾换热的主要途径是构造众多的孔隙，有利于气泡的形成和发展。目前使用较多的沸腾强化扩展表面有金属烧结表面、Thermoexcel-E管、GEWA-T、TUR-BO-B管等(图)。 18. 简述直流锅炉启动系统的作用。简述直流锅炉启动系统的作用。(1)建立启动压力和流量，保证给水连续通过省煤器和水冷壁。 (2)回收锅炉启动期间排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽。 (3)在机组启动过程中实现锅炉各受热面之间以及锅炉与汽轮机时间工质参数的配合。 19. 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：B20. 分析燃油燃气锅炉和燃煤锅炉在污染物排放方面的区别。分析燃油燃气锅炉和燃煤锅炉在污染物排放方面的区别。(1)燃油、燃气锅炉，由于油气含灰量小，油气经过雾化后与空气充分混合，油气的燃尽时间短。燃油燃气锅炉的主要污染物为碳黑颗粒、一氧化碳气体、二氧化碳气体、低温废热等。 (2)燃煤锅炉：层燃锅炉：主要的污染物为灰渣和飞灰颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等。流化床锅炉：主要的污染物为灰渣和飞灰颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等。煤粉锅炉：主要的污染物为飞灰和底渣颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等。 21. 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：22. 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。 23. 风能与水能都是( )的间接形式。A.核能B.电能C.太阳能D.地热能风能与水能都是( )的间接形式。A.核能B.电能C.太阳能D.地热能正确答案：C24. 风力发电机组至少应具备两种不同形式的、能独立有效控制的制动系统。( )此题为判断题(对，错)。参考答案：25. 常见碳素钢按含碳量分为以下哪几类?( )A、高碳钢B、中碳钢C、低碳钢D、超低碳钢参考答案：ABC26. T10钢碳的质量分数是10%。( )A.错误B.正确参考答案：A27. 两容器中均盛有空气与二氧化碳的混合物，但两混合物的成分比例不同。容器1中含有0.08kmol的空气及0.02kmol的两容器中均盛有空气与二氧化碳的混合物，但两混合物的成分比例不同。容器1中含有0.08kmol的空气及0.02kmol的二氧化碳；容器2中含有摩尔分数(某组分的物质的量与混合物的量之比)为30%的空气及摩尔分数为70%的二氧化碳。两容器中的压力均为1.013105Pa，温度均为25。两容器被一内径为100mm、长2m的管道相连接。试确定两容器间二氧化碳的交换率。由题目中的压力、温度与物质量可知，容器1、2混合物摩尔浓度为： 容器1中CO2摩尔成分： 容器1内CO2摩尔浓度为：cA=0.20.0408=0.00816kmol/m3 容器2中CO2摩尔成分：xA=0.7kmol/kmol 容器2内CO2摩尔浓度为：cA=0.70.0408=0.02856kmol/m3 在压力P0=1.013105Pa，T0=273K时，查表11-2得CO2质扩散系数： D0=0.13810-4m2/s 实际压力与温度时，CO2质扩散系数： 则通过管道CO2的质交换率： =-1.25710-9kmol/s=-4.52610-6kmol/h =-1.9910-4kg/h 负号表示CO2从容器2向容器1扩散。 28. 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：B29. 合金渗碳钢渗碳后必须进行( )后才能使用。A.淬火加低温回火B.淬火加中温回火C.淬火加高温回火参考答案：A30. 已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料为太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，燃烧器相对高度为0.315，在已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料为太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，燃烧器相对高度为0.315，在喷嘴向上、向下摆动20和不摆动的条件下，试计算火焰中心位置修正系数。A=0.56，B=0.5。喷嘴向上摆动20，x(20)=0.1，x(-20)=-0.1，x(0)=0。 喷嘴不摆动时，火焰中心位置修正系数 M=0.56-0.5(0.315+0)=0.4025 喷嘴向上摆动时 M=0.56-0.5(0.315+0.1)=0.3525 喷嘴向下摆动时 M=0.56-0.5(0.315-0.1)=0.4525结合炉膛出口烟气温度的计算公式可知，喷嘴上摆20，炉膛烟气出口温度升高；喷嘴下摆20，炉膛烟气出口温度降低。因此，摆动燃烧器喷嘴是直流煤粉燃烧器调节蒸汽温度的方法之一。 31. 设冬季某采暖管道的外径d=32mm，采用聚四氟乙烯塑料板作为保温层是否合适?已知保温层外表面与空气之间的表面设冬季某采暖管道的外径d=32mm，采用聚四氟乙烯塑料板作为保温层是否合适?已知保温层外表面与空气之间的表面传热系数h=10W/(m2K)。分析采用聚四氟乙烯塑料板作为保温层是否合适的关键在于判断该材料是否能起到保温作用。只有在管道的外径大于临界热绝缘直径的情况下，敷设保温材料才能有效起到保温作用。因此，本题需要计算聚四氟乙烯塑料板的临界热绝缘直径。查文献1的附录7可知，聚四氟乙烯塑料板的导热系数等于=0.25W/(mK)，依据临界热绝缘直径计算公式可得： 因为ddc，所以在上述条件下，采用聚四氟乙烯塑料板作为保温层不合适，需要选择导热系数更小的保温材料。根据多层圆筒壁热阻的变化规律，在管道外侧设置导热系数低的材料并不一定能有效起到保温作用，是否能起到保温作用还取决于管道外径与临界热绝缘直径的大小关系。请思考是在管径偏小还是管径偏大时需要考虑临界热绝缘直径。 32. 对于机械零件和工程构件最重要的使用性能是力学性能。( )A、错误B、正确参考答案：B33. 金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括( )A、喷刷涂料B、保持合适的工作温度C、严格控制开型时间D、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织参考答案：ABCD34. 下列哪些是描述常用的整体热处理?( )A、退火B、正火C、淬火D、回火参考答案：ABCD35. 简述垂直管屏相对不易发生水动力多值性的原因。简述垂直管屏相对不易发生水动力多值性的原因。垂直管屏水冷壁存在重位压头，因此增加了循环回路的阻力，从而保证了垂直管屏水冷壁相对不易发生水动力多值性的性能。36. 简述过热器、再热器的工作特点。简述过热器、再热器的工作特点。烟气温度高；蒸汽温度高；冷却条件差；可能发生高温腐蚀、热偏差等现象。37. 分析汽包锅炉和直流锅炉的负荷调节特点的区别。分析汽包锅炉和直流锅炉的负荷调节特点的区别。汽包锅炉的负荷调节分为两步：调整燃料量稳定汽压；调解给水流量调节汽包水位。由于汽包锅炉的负荷、蒸汽压力、温度调整速度比较缓慢，所以控制系统的精度和自动化程度要求较低，甚至可以直接依靠手动操作实现负荷的调整。 直流锅炉负荷调节只有一步：调节合适的水煤比。由于直流锅炉依靠水煤比调节锅炉负荷、蒸汽压力、温度，因此，直流锅炉对于调节精度和灵敏度要求较高，直流锅炉的控制系统都比较复杂、先进。 38. 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。 39. 试用PR状态方程表达纯物质在任意状态的焓和熵。已知Cpig=a+bT+cT2+dT3，H(T0，p0)=0，S(T0，p0)=0(列试用PR状态方程表达纯物质在任意状态的焓和熵。已知Cpig=a+bT+cT2+dT3，H(T0，p0)=0，S(T0，p0)=0(列出有关公式，讨论计算过程，最好能画出计算框图)。正确答案：因H(T0p0)=0S(T0p0)=0则rn H(Tp)=H(Tp)一H(Tap0)rnrn对于PR方程标准偏离焓和标准偏离熵分别见表32即rnrn理想气体状态的焓、熵随温度、压力的变化由理想气体的热容Cpig等计算如：rnrn实际计算时用软件Therm Cal分别计算出研究态和参考态的偏离熵、偏离焓其计算框图如下。rn因H(T0,p0)=0,S(T0,p0)=0,则H(T,p)=H(T,p)一H(Ta,p0)对于PR方程,标准偏离焓和标准偏离熵分别见表32,即理想气体状态的焓、熵随温度、压力的变化,由理想气体的热容Cpig等计算,如：实际计算时,用软件ThermCal分别计算出研究态和参考态的偏离熵、偏离焓,其计算框图如下。40. 分析锅炉热力计算中辐射换热与对流换热、导热之间的关系。分析锅炉热力计算中辐射换热与对流换热、导热之间的关系。(1)辐射换热：炉膛烟气温度高，基本上以辐射换热为主，对流换热为辅； (2)尾部竖井烟道的烟气温度低，基本上以对流换热为主，辐射换热为辅； (3)水平烟道辐射换热和对流换热并重； (4)受热面金属壁面的导热热阻很小可以忽略不计。 综上所述，锅炉的传热计算基本上就是辐射换热和对流换热的计算。 41. 分析水冷壁和过热器、再热器的热偏差的区别。分析水冷壁和过热器、再热器的热偏差的区别。(1)水冷壁的热偏差主要是由于烟气温度沿着炉膛宽度或者深度方向的不均匀性引起的，过热器的热偏差主要是由于烟气温度沿着炉膛宽度方向的不均匀性引起的。 (2)亚临界压力锅炉的水冷壁热偏差由于存在着汽包固定的汽水分界面，因此热偏差导致的温度偏差不会累积到过热器，而超临界锅炉水冷壁的热偏差会在一定程度上累积到过热器。 (3)再热器的热偏差主要是由于烟气温度沿着炉膛宽度方向的不均匀性引起的，与水冷壁、过热器的热偏差无关。 42. 简述超临界锅炉调节过热蒸汽温度的措施。简述超临界锅炉调节过热蒸汽温度的措施。(1)调解煤水比m。煤水比增加，过热蒸汽温度升高；降低煤水比，过热蒸汽温度降低。 (2)喷水减温。增加喷水量，过热蒸汽温度降低；减小喷水量，过热蒸汽温度升高。 (3)摆动燃烧器喷嘴。燃烧器喷嘴向上摆动，过热蒸汽温度升高；燃烧器喷嘴向下摆动，过热蒸汽温度降低。 (4)调整卫燃带。燃烧器区域增设卫燃带可以稳定燃烧，同时降低水冷壁的吸热比例，提高过热器的吸热比例。降低水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量降低；提高过热器的吸热比例，过热蒸汽温度提高。燃烧器区域区去掉一部分卫燃带可以提高水冷壁的吸热比例，降低过热器的吸热比例。提高水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量增加；降低过热器的吸热比例，过热蒸汽温度降低。 43. 已知某电厂1025t/h锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h，Aar=27.28%，飞灰质量份额已知某电厂1025t/h锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h，Aar=27.28%，飞灰质量份额afh=0.95，底渣质量份额为adz=1-afh=0.05。计算该电厂一台1025t/h锅炉每小时和每年(运行7000h)排放的飞灰和底渣的质量。(1)计算每小时排放的飞灰质量 (2)计算7000h排放的飞灰质量 mfhs=7000Mfh=700032.4=226965(t/a) (3)计算每小时排放的底渣质量 (4)计算7000h排放的底渣质量 mdza=7000Mdza=70001.71=11946(t/a)(1)1台1025t/h锅炉运行1h排放的飞灰量为32.4t/h，运行7000h排放的飞灰量为226965t/a，这是一个数量很大的固体废弃物排放量，必须加以妥善处理。目前主要的用途是制作免烧砖、低标号水泥等。 (2)1台1025t/h锅炉运行1h排放的底渣量为1.71t/h，运行7000h排放的飞灰量为11946t/a，这是一个数量很大的固体废弃物排放量，必须加以妥善处理。目前主要的用途是制作免烧砖或者其他建材等。 44. 分析亚临界及其以下压力的汽包锅炉的水冷壁不采用螺旋管圈的原因。分析亚临界及其以下压力的汽包锅炉的水冷壁不采用螺旋管圈的原因。(1)自然循环汽包锅炉的循环动力有限，螺旋管圈水冷壁的阻力较大，因此不采用螺旋管圈水冷壁。 (2)控制循环汽包锅炉的循环动力较强，但是螺旋管圈水冷壁的结构复杂，制造、安装难度较大，采用垂直水冷壁管屏也能满足锅炉蒸发水蒸气的要求，因此不采用螺旋管圈水冷壁。 45. 分析燃煤水分含量增加对煤粉炉燃烧稳定性的影响。分析燃煤水分含量增加对煤粉炉燃烧稳定性的影响。(1)燃煤水分含量增加，燃煤的发热量就会降低，着火难度增加，必须增加过量空气系数，以保证稳定燃烧。 (2)过量空气系数增加，燃煤的理论燃烧温度降低，炉膛火焰中心温度降低，燃烧趋向于不稳定。 (3)如果燃煤水分增加幅度太大，燃煤的发热量会明显下降，可能造成炉膛灭火。因此必须投入油燃烧器助燃、稳燃。 46. 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。 47. 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。 48. 一个由丙烷(1)一异丁烷(2)一正丁烷(3)组成的混合气体，y1=07，y2=02，y3=01，若要求在一个30的冷一个由丙烷(1)一异丁烷(2)一正丁烷(3)组成的混合气体，y1=07，y2=02，y3=01，若要求在一个30的冷凝器中完全冷凝后以液相流出，问冷凝器的最小操作压力为多少?正确答案：08467MPa。08467MPa。49. 分析煤粉锅炉与循环流化床锅炉的炉膛热负荷分布规律。分析煤粉锅炉与循环流化床锅炉的炉膛热负荷分布规律。(1)煤粉锅炉的烟气温度随着锅炉高度的升高经历了快速上升，在燃烧器上方区域达到最大值，然后逐渐下降的过程。在水平方向上，煤粉锅炉的热负荷分布是不均匀的，因此煤粉锅炉水冷壁的工质一侧(水、水蒸气一侧)容易发生热负荷偏大、传热恶化、超温爆管事故。 (2)循环流化床锅炉炉膛的热负荷沿着炉膛高度经历了从高向低的缓慢降低过程。在水平方向上，锅炉热负荷分布均匀，因此循环流化床锅炉水冷壁的工质一侧(水、水蒸气一侧)不容易发生传热恶化、超温爆管事故。 50. 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：D51. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器引出管烟气入口温度为1=734，烟气出口温度为2=693。片数n=102，尺已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器引出管烟气入口温度为1=734，烟气出口温度为2=693。片数n=102，尺寸577，炉膛烟气量为7.4941m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为125.11t/h。炉膛的宽度为a=13.335m，高温过热器高度hdg-yc=10.540m。试计算低温过热器引出管的平均烟气流速。(1)计算低温过热器引出管所在烟道的流通截面积 F=(a-nd)hdg-yc=79.3(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锅炉低温过热器引出管的烟气平均流速为11.87m/s，比高温过热器烟气速度略有提高，原因是管屏沿着宽度方向的片数增加，从而使烟气流通截面降低。 (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。 52. 地球上具有取之不尽、用之不竭、清洁无污染等优点的能源是( )A.太阳能B.煤炭C.石油D.核能地球上具有取之不尽、用之不竭、清洁无污染等优点的能源是( )A.太阳能B.煤炭C.石油D.核能正确答案：A53. 简述炉膛设置折焰角的作用。简述炉膛设置折焰角的作用。使火焰充满度更好；使烟气的转弯过程更加流畅。所以塔式、半塔式锅炉炉膛就没有设置折焰角。54. 同素异构转变是一个相变过程，有恒定的转变温度，发生晶格类型变化。( )A.错误B.正确参考答案：B55. 炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，1=1.1；对于贫煤，=1.15；对于褐煤、洗中煤，=1.25；对于无烟煤，&q炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，1=1.1；对于贫煤，=1.15；对于褐煤、洗中煤，=1.25；对于无烟煤，1=1.30。空气预热器烟气出口处的过量空气系数在1基础上增加0.25。假设，煤粉炉飞灰占灰分的质量份额afh=0.92，根据国内主要动力煤煤粉锅炉空气预热器烟气出口水露点计算结果表的数据计算无烟煤燃烧在空气预热器出口处的飞灰浓度(每千克烟气中飞灰的质量)。飞灰浓度可以表达为 将国内主要动力煤煤粉锅炉空气预热器烟气出口水露点计算结果表的数据带入上式，得到下表。其中下标L表示炉膛，py表示空气预热器出口，上标”表示炉膛出口。 无烟煤燃烧在空气预热器出口处的飞灰浓度 序号 煤种 Aar (%) vo(m2/kg) afh L (kg/kg) py upy(kg/kg) l 京西无烟煤 22.8 6.427 0.92 1.3 0.017 95 1.55 0.01522 2 阳泉无烟煤 19 6.840 0.92 1.3 0.014 07 1.55 0.01193 3 焦作无烟煤 21.3 6.406 0.92 1.3 0.016 80 1.55 0.01425 4 萍乡无烟煤 25.1 6.184 0.92 1.3 0.020 53 1.55 0.01740 5 金竹山无烟煤 22.3 6.384 0.92 1.3 0.017 66 1.55 0.01498(1)就无烟煤而言，无论是炉膛出口还是空气与热气出口，灰分含量越高，烟气中的飞灰浓度越大。 (2)根据上式，随着烟气的流动和漏风，烟气中飞灰浓度应当越来越低。上表的计算结果证明空气预热器处的飞灰浓度低于炉膛出口处的飞灰浓度。 56. 已知国内部分煤灰成分如部分煤灰成分表中所示，计算各种煤的硅铝比并对计算结果进行分析与讨论。已知国内部分煤灰成分如部分煤灰成分表中所示，计算各种煤的硅铝比并对计算结果进行分析与讨论。国内部分煤灰的硅铝比序号产地SiO2/Al2O3序号产地SiO2/Al2O31西山1.1410平顶山1.992峰峰1.1411平庄2.093铜川1.2512金竹山2.194鹤璧1.3013鸡西2.225开滦1.4614抚顺2.276焦作1.4815大同2.877枣庄1.5016阜新3.038淮北1.5417淄博4.839淮南1.59(1)SiO2/Al2O31.87的煤为轻微结渣煤。这些煤的产地包括：西山、峰峰、铜川、鹤璧、开滦、焦作、枣庄、淮北、淮南。 (2)SiO2/Al2O3=1.872.65的煤为中等结渣煤。这些煤的产地包括：平顶山、平庄、金竹山、鸡西、抚顺。 (3)SiO2/Al2O32.65的煤为严重结渣煤。这些煤的产地包括：大同、阜新、淄博。 (4)比较部分煤灰成分表与上表的结果可知，用碱酸比和硅铝比得到的计算结果不尽相同，在实际使用中要综合考虑各种因素判断煤的结渣特性。57. 简述控制循环锅炉的汽水混合物从锅筒上方引入锅筒的原因。简述控制循环锅炉的汽水混合物从锅筒上方引入锅筒的原因。(1)亚临界压力300600MW量级的锅炉才会采用控制循环锅炉的形式。控制循环锅炉的水循环动力强大，足以克服汽水混合物导管从锅筒上方引入锅筒形成的局部阻力。这种锅筒结构有利于使整个锅筒的金属温度分布均匀，降低锅筒的金属热应力。 (2)控制循环锅炉设有锅水循环泵，水冷壁的动力循环有保障，进入汽包的汽水混合物的流速较快，因此分离器的体积有所下降，汽包的直径可以有所降低，这种变化也有利于整个锅筒的金属温度分布均匀，降低锅筒的金属热应力。 58. 电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。( )A、错误B、正确参考答案：B59. 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)。60. 简述产生“虚假水位”的原因及其与直流锅炉的关系。简述产生“虚假水位”的原因及其与直流锅炉的关系。(1)当汽轮机负荷突然增加时，蒸汽流量瞬时增加很快，汽包内的水容积内出现了一部分饱和水蒸气，由于蒸汽比容大于水的比体积，汽包水位会出现暂时性上升现象，这就是虚假水位。 (2)水位问题只是汽包锅炉的问题，与直流锅炉没有关系，但在直流锅炉启动过程中也会出现汽水膨胀现象，因此要在一定负荷范围内控制燃烧率的变化速度。