东北大学21秋《金属学与热处理基础》在线作业三满分答案89

东北大学21秋金属学与热处理基础在线作业三满分答案1. 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%。计算该锅炉汽包的质量并对计算结果进行分析与讨论。假设钢的密度为=7855.0kg/m3。 (1)直段筒身质量 (2)两个封头的质量。将封头简化为平面堵板，封头的厚度为筒身厚度。 (3)筒身总质量 M3=M1+M2=44.71103(kg) (4)汽包内构件质量 M4=8.15%M3=3.644103(kg) (5)汽包总质量 Mqb=M3+M4=48.353103(kg)(1)400t/h锅炉的汽包质量为48.353t。 (2)汽包是汽包锅炉中壁厚最大的元件，锅炉负荷变化时，由于水温的变化容易产生较大的热应力，因此要控制汽包锅炉的启动、停炉速度。 2. 简述回转式空气预热器的受热面积按照蓄热板两侧面积之和计算的原因。简述回转式空气预热器的受热面积按照蓄热板两侧面积之和计算的原因。因为回转式空气预热器的烟气或空气同时与蓄热板两侧的受热面积进行换热，所以回转式空气预热器的受热面积按照蓄热板两侧面积之和计算。3. 简述增加燃料量对直流锅炉主蒸汽压力、温度的影响。简述增加燃料量对直流锅炉主蒸汽压力、温度的影响。(1)增加燃料量，直流锅炉热水段缩短，过热段延长，中间点温度和主蒸汽温度升高； (2)如果给水量按照煤水比增加，汽轮机调速汽门开度不变，增加燃料量，直流锅炉热水段缩短，过热段延长，主蒸汽压力提高。 4. 低碳钢可用正火代替退火，以改善其切削加工性能。( )A.错误B.正确参考答案：B5. 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：ABCD6. 金属铸锭中其柱状晶粒区的出现主要是因为金属铸锭受垂直于模壁散热方向的影响。( )A.错误B.正确参考答案：B7. 已知，超高压锅炉的主蒸汽压力p1=13.7MPa，主蒸汽温度t1=540，再热蒸汽压力p2=2.86MPa，再热蒸汽温度t2=540，已知，超高压锅炉的主蒸汽压力p1=13.7MPa，主蒸汽温度t1=540，再热蒸汽压力p2=2.86MPa，再热蒸汽温度t2=540，再热蒸汽入口温度t0 =270，给水温度tgs=240，其中已知条件列于下表。计算该压力下省煤器中水的加热过程的Pr并对计算结果进行分析与讨论。9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数t()u10-6kg/(ms)cpkJ/(kgK)10-3W/(mK)t()u10-6kg/(ms)cpkJ/(kgK)10-3W/(mK)2401144.662643.6290925.291577.12501094.746633.2300885.524558.72601044.846621.5310845.839538.52701004.965608.4320806.295516.3280965.110593.6330757.034492.1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。 13.7MPa锅炉的省煤器工质Pr t() Pr t() Pr t() Pr t() Pr 240 0.823 270 0.816 300 0.869 330 1.073 250 0.815 280 0.825 310 0.909 260 0.813 290 0.842 320 0.971 (1)由上表可知，p=13.7MPa给水的Pr随着温度的提高，先下降，后升高。 (2)13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的Pr接近于0.85。 (3)由9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数表可知，13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的动力黏度随着温度的升高逐渐降低。 (4)由9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数表可知，13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的比定压热容随着温度的升高逐渐提高。 (5)由9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数表可知，13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的导热系数随着温度的升高逐步降低。 8. 简述制粉系统的类型与煤种的关系。简述制粉系统的类型与煤种的关系。制粉系统的类型：直吹式制粉系统、中间储仓式制粉系统、半直吹式系统。直吹式系统适用于烟煤和优质贫煤，中间储仓式制粉系统适用于无烟煤、贫煤、褐煤。三介质干燥风扇磨煤机直吹式制粉系统也适合于软褐煤。9. 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。 10. 拉深是使用的模是冲裁模。( )A、错误B、正确参考答案：A11. 有一单级压缩机压缩丙烷，吸入压力为03MPa，排出压力为28MPa，压力进压缩机温度为20，处理量为20k有一单级压缩机压缩丙烷，吸入压力为03MPa，排出压力为28MPa，压力进压缩机温度为20，处理量为20kmolh。如果压缩机在绝热可逆下操作，问所需功率为多少?已知丙烷的定压比热容为Cp=54+002TkJ(kmol.K)。正确答案：所需功率为134105kJh。12. 链式反应名词解释链式反应名词解释答案：事件结果包含有事件发生条件的反应称为链式反应(Chain nReac-tion)。单事件链式反应(如铀核裂变)，多事件链式反应(如化学中的多催化反应，经济学中的金融危机)。一般地，链式反应指核物理中，核反应产物之一又引起同类核反应继续发生、并逐代延续进行下去的过程。13. 金属材料的化学性能包括( )。A.耐腐性B.抗氧化性C.化学稳定性D.导热性参考答案：ABC14. 分析烟气中三原子气体的体积的理论值与实际值的区别。分析烟气中三原子气体的体积的理论值与实际值的区别。烟气中的三原子气体指二氧化碳、二氧化硫的体积之和，水蒸气的体积另外计算。烟气中的二氧化碳、二氧化硫体积只与煤中的碳元素含量和硫元素含量有关，与过量空气系数无关。因此，烟气中三原子气体的体积的理论值等于实际值。15. 某台1025t/h亚临界压力控制循环锅炉(300MW)水冷壁共925根，管径为44.5mm6mm。BRL工况：蒸发量D= 904.7t/h。水某台1025t/h亚临界压力控制循环锅炉(300MW)水冷壁共925根，管径为44.5mm6mm。BRL工况：蒸发量D= 904.7t/h。水冷壁压力19.1MPa，入口水比体积v1=0.0013714m3/kg，水冷壁出口温度为361.91，饱和水蒸气比体积为v2=0.0065913m3/kg，饱和水比体积为v2=0.0019353m3/kg。循环倍率K=2.72。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 螺旋管圈，内径dn=44.5-26=32.5(mm)，质量流速为 (2)计算水冷壁入口水平均流速 1=()v1=8910.0013714=1.222(m/s) (3)计算水冷壁出口汽水混合物平均流速 质量含汽率x=1/K=0.3676 2=()v2x+u1(1-x)=3.249(m/s)(1)与600MW超临界压力锅炉水冷壁相比，300MW亚临界压力控制循环锅炉的水冷壁质量流速大大降低，为891kg/(m2s)，约为600MW超临界压力锅炉水冷壁的28.6%，所以汽包锅炉的水冷壁相对安全一些。 (2)本题计算的1025t/h亚临界压力控制循环锅炉的水冷壁出口、入口流速的比值为2.659，说明亚临界压力锅炉水冷壁的工质蒸发过程伴随着明显的容积膨胀过程。因此亚临界压力锅炉水冷壁的工质一侧有可能引起第一类传热恶化。 16. 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。 17. 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：A18. 回火的目的：降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。( )A、错误B、正确参考答案：B19. 分析用水煤比调节直流锅炉中间点温度的技术特点。分析用水煤比调节直流锅炉中间点温度的技术特点。(1)提高燃料消耗量B，水煤比D/B下降。此时，水冷壁的吸热量有所增加，直流锅炉中间点温度tww2有所提高。但是水煤比D/B不能太低，否则，中间点温度太高会导致水冷壁壁温超过使用温度的上限，水冷壁金属强度下降，水冷壁爆管。 (2)降低燃料消耗量B，水煤比D/B上升。此时，水冷壁的吸热量有所下降，直流锅炉中间点温度tww2有所降低。但是水煤比D/B不能太高，否则中间点温度太低会导致过热蒸汽温度偏低。另外，水煤比D/B太会引起煤粉火炬燃烧不稳定甚至灭火。 (3)鉴于上述分析，用水煤比D/B调节直流锅炉中间点温度的范围是有限的。一般而言，超临界压力锅炉中间点温度在405430之间。 20. 已知钢球磨煤机的最佳钢球充满系数zj=0.12/(n/nlj)1.75，最佳转速与临界转速之间的关系为nzj/nlj=0.740.8。已知钢球磨煤机的最佳钢球充满系数zj=0.12/(n/nlj)1.75，最佳转速与临界转速之间的关系为nzj/nlj=0.740.8。假定钢球磨煤机工作在最佳转速下，试计算钢球磨煤机的最佳钢球充满系数并对计算结果进行分析与讨论。以0.01为步长，将nzj/nlj=0.740.8代入 得到计算结果汇总于下表。 最佳钢球充满系数与nzj/nlj的关系 nzj/nij zj nzj/nij zj 0.74 0.203 0.78 0.185 0.75 0.199 0.79 0.181 0.76 0.194 0.8 0.177 0.77 0.190 (1)从上表可知，最佳转速与临界转速的比值越高，最佳钢球充满系数越小。 (2)钢球磨煤机的出力越大，简体直径D越大，临界转速越小。临界转速越小，最佳转速与临界转速的比值越高，最佳钢球充满系数越小。因此大型钢球磨煤机的单位容积的钢球装载量会有所下降。 21. 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。 22. 已知锅炉水质标准如下表所示。 锅炉水质标准 (ug/kg) 盐 汽包锅炉 直流锅炉 盐 汽包锅已知锅炉水质标准如下表所示。锅炉水质标准 (ug/kg)盐汽包锅炉直流锅炉盐汽包锅炉直流锅炉SiO2202Fe201Na100.5Cu51计算BMCR工况，一台2008t/h亚临界压力锅炉每小时的给水溶盐量和一台1950t/h超临界锅炉每小时的给水溶盐量。(1)计算BMCR工况，一台2008t/h亚临界压力锅炉每小时的给水溶盐量。 1)SiO2溶解量 m1,SiO2=D100020/106=40.16(g/h) 2)Na溶解量 m1,Na=D100010/106=20.08(g/h) 3)Fe溶解量 m1,Fe=D100020/106=40.16(g/h) 4)Cu溶解量 m1,Cu=D100050/106=10.04(g/h)内径dn=34.93-26.21=22.51(mm)，质量流速 (2)计算BMCR工况，一台1950t/h超临界压力锅炉每小时的给水溶盐量。 1)SiO2溶解量 m1,SiO2=D10002/106=3.9(g/h) 2)Na溶解量 m1,Na=D10000.5/106=0.975 (g/h) 3)Fe溶解量 m1,Fe=D10001/106=1.95(g/h) 4)Cu溶解量 m1,Cu=D10001/106=1.95(g/h)(1)本题计算的两台600WM级锅炉中，亚临界压力锅炉的给水溶盐量大大高于超临界锅炉给水的溶盐量。 (2)超临界压力600MW锅炉的SiO2给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的9.71%。 (3)超临界压力600MW锅炉的Na给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的4.86%。 (4)超临界压力600MW锅炉的Fe给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的4.86%。 (5)超临界压力600MW锅炉的Cu给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的19.42%。 23. 下列三种材料，( )最适合制造冷压冲件。A.08F钢B.70钢C.45钢参考答案：A24. 合金的熔点取决于它的化学成分。( )A.错误B.正确参考答案：B25. 所有的金属材料都具有磁性，能被磁铁所吸引。( )A.错误B.正确参考答案：A26. 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：27. 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。28. 分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。(1)无烟煤(飞灰含碳量12%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、烟煤与褐煤的污染系数=0.45。 (2)无烟煤(飞灰含碳量12%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、污染系数=0.35。 (3)耐火涂料型卫燃带=0.20。 (4)耐火砖型卫燃带=0.10。 污染系数小表示水冷壁的吸热能力降低，燃烧无烟煤、贫煤的锅炉，飞灰含碳量低表示在煤粉颗粒在炉膛内的燃尽度高，理论燃烧温度高，炉膛内的烟气温度高，有更多的飞灰颗粒被融化、粘附在水冷壁表面上，沾污层厚度较大。水冷壁的导热热阻增加，吸热能力降低，因此污染系数较小。 耐火涂料厚度小于耐火砖厚度，因此耐火涂料的导热热阻小于耐火砖的导热热阻，覆盖了耐火涂料的水冷壁的污染系数较大。 29. 分析实际烟气焓与煤的元素分析、工业分析成分之间的关系。分析实际烟气焓与煤的元素分析、工业分析成分之间的关系。实际烟气焓 Hy=Hy0+(-1)Hk0+HfhkJ/kg 由上式可知： (1)煤的可燃元素含量越高、煤的发热量越大，实际烟气焓越高； (2)煤的收到基水分、灰分越高，实际烟气焓越大； (3)由于灰分、水分含量越高，煤的发热量越低，因此烟气焓主要取决于煤的收到基低位发热量的值。收到基低位发热量越高，实际烟气焓越高； (4)煤的挥发分含量越低，过量空气系数越大，实际烟气焓的值越大。 30. 08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为( )。A.0.08%B.0.8%C.8%参考答案：A31. 钛合金按其使用组织状态的不同可分为( )。A.型钛合金B.型钛合金C.型钛合金D.(+)型钛合金参考答案：ABD32. 铁碳合金相图上的共析线是( )。A.ECF线B.ACD线C.PSK线参考答案：C33. 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. 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=0041635. 熔炼铁液时加溶剂作用是催化剂。( )A、错误B、正确参考答案：A36. 恒定总流能量方程的应用条件有( )。A.水流必须是恒定流，不可压缩液体，即密度等于常数B.作用在液体上的质量力只有重力C.所取的两个过水断面应符合渐变流条件，这样在计算断面上各点测压管水头为常数。但是两个断面之间的水流可以是急变流，这对于建立能量方程没有影响D.两个过水断面之间流量保持不变，即沿程无流量的汇入或分出。参考答案：ABCD37. 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。 38. 封闭系统中的1kg干度为09、压力为2318106Pa的水蒸气，绝热可逆膨胀至3613105Pa，求此过程的封闭系统中的1kg干度为09、压力为2318106Pa的水蒸气，绝热可逆膨胀至3613105Pa，求此过程的Q和W。 (2)如再恒容加热成为饱和水蒸气，问该过程中的Q和W又是多少。正确答案：(1)对于绝热可逆膨胀,Q=0,W=一1000U,S2=S1。由P1s=2318106Pa,查附录C1,得U1sv=26024Jg,U1sl=94087Jg,S1sv=62861J(g.K),S1sl=25178J(g.K),则U1=U1svx+U1sl(1一x)一24362JgS1=S1svx+S1sl(1一x)=59092J(g.K)由于可确定膨胀后仍处于汽液两相区内,终态压力就是饱和蒸汽压。由P2s=3613105Pa查得U2sv=2550J(g.K),U2sl=58874Jg；S2sv=69299J(g.K),S2sl=17391J(g.K)。U2=U2svx2+U2sl(1-x2)=215775Jg则W=一1000(U2一U1)=27845kJ(2)再恒容加热成饱和蒸汽,W=0,因为查表得U3sv=25583,U3=U3sv=25583cm3g。Q=1000U=1000(U3sv一U2)=1000(25583215775)=40055(kJ)得：(1)27845kJ；(2)40055kJ。39. 常用的合金铸铁有( )。A.抗磨铸铁B.耐热铸铁C.耐腐蚀铸铁D.球墨铸铁参考答案：ABC40. 碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，称为奥氏体。( )A.错误B.正确参考答案：A41. 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。 42. 活度系数、超额性质都与所采用的归一化有关。活度系数、超额性质都与所采用的归一化有关。此题为判断题(对，错)。正确答案：该两概念都是与理想溶液有关，理想溶液和理想稀溶液就是其两种归一化的参考43. 分析液体燃料的燃点与气体燃料的着火温度的区别以及与动力煤挥发分着火温度的关系。分析液体燃料的燃点与气体燃料的着火温度的区别以及与动力煤挥发分着火温度的关系。(1)液体燃料的燃点指油面上的空气与油的蒸汽的混合物遇到明火可以持续燃烧不低于5s的时间对应的温度。 (2)气体燃料的着火温度指气体燃料与空气的混合物遇到明火发生燃烧的温度。 (3)动力煤挥发分的主要成分为可燃气体，属于成分较为复杂的气体燃料，挥发分与空气的混合物遇到明火可以发生燃烧的温度称为挥发分的着火温度。 44. 分析燃煤发热量、挥发分降低对现役煤粉锅炉低NOx燃烧技术的影响。分析燃煤发热量、挥发分降低对现役煤粉锅炉低NOx燃烧技术的影响。(1)煤的发热量、挥发分降低，会使着火不稳定；低NOx燃烧技术要求在主燃区的过量空气系数1.0，这对着火稳定性不利。 (2)煤的发热量、挥发分降低会使煤粉燃尽时间延长，炉膛内的燃烧中心位置垂直向上移动。主燃区的过量空气系数1.0会使焦炭燃烧过程中形成的烟气的CO浓度升高，造成较多的气体不完全燃烧损失。 (3)当燃煤发热量、挥发分降低时，保证燃烧稳定的措施是增加燃烧器区域的卫燃带面积，以提高燃烧器区域的温度。 (4)至于降低NOx带来的收益和与之相伴烟气中的CO浓度升高带来的燃料消耗量的增加引起费用引起的最终效果，需要经过计算和实验之后才能确定。 45. 简述火焰传播速度与煤的挥发分和灰分含量的关系。简述火焰传播速度与煤的挥发分和灰分含量的关系。(1)挥发分含量越高，火焰传播速度越快。 (2)灰分越低，火焰传播速度越快。 (3)同一种煤，随着空气/燃料质量比的增加，火焰传播速度存在最大值。 46. 分析再热器烟气侧调温方式。分析再热器烟气侧调温方式。(1)烟气再循环原理：将一部分低温烟气回送至炉膛，通过降低烟气温度和增加烟气流量，将炉膛中的一部分辐射吸热量转化为对流吸热量。从而提高再热器的吸热量，提高再热蒸汽出口温度。如果再循环烟气从炉底进入炉膛，会引起炉膛烟气温度下降，对煤粉气流的着火、燃尽有负面影响。如果再循环烟气从折焰角下部进入炉膛，则烟气再循环对炉膛的着火、燃尽的负面影响较小。 (2)摆动直流燃烧器喷嘴角度或者在不同的一次风喷嘴层中投入不同量的煤粉，调整炉膛火焰中心的垂直高度，进而调整炉膛上部受热面的吸热量。此时再热器的低温部分要以壁式再热器的形式布置在炉膛上部前墙和左右侧墙的前部。此处的过热器只有分隔屏(大屏、前屏)，分隔屏的片数为46片，烟气的有效辐射层厚度较大，烟气的黑度较大，烟气的辐射能力较强。因此燃烧器向上摆动喷嘴或者将上面几层一次风喷嘴的给粉量调大，可以提高低温再热器的辐射吸热量。而低温再热器的受热面积和再热蒸汽焓增的主要部分就发生在低温再热器中，因此直流燃烧器向上摆动的角度或者旋流燃烧器上面几层一次风喷嘴煤粉流量的增加幅度可以提高再热蒸汽出口温度。反之，将直流燃烧器的一次风喷嘴向下摆动或者将旋流燃烧器的下面基层一次风喷嘴的煤风流量提高会降低再热蒸汽的出口温度。 (3)分隔尾部烟道，用挡板开度调整流过低温再热器的烟气量来调整低温再热器的吸热量。尾部烟道低温再热器部分的烟气温度一般在600800。辐射换热份额已经比较低，低温再热器的传热过程以对流换热为主。如果提高低温再热器一侧烟道的挡板开度，可以增加低温再热器的烟气流量，从而提高低温再热器的吸热量，最终提高再热蒸汽的出口温度。反之，如果降低低温再热器一侧烟道的挡板开度，可以减小低温再热器的烟气流量，从而降低低温再热器的吸热量，最终降低再热蒸汽的出口温度。 (4)低温再热器无论在受热面积还是水蒸气的吸热比例，都是再热器的主要部分。烟气再循环法、摆动燃烧器喷嘴角度法、分隔尾部烟道挡板调温法都是通过调整低温再热器的吸热量达到调整再热蒸汽出口温度的目的。 47. 简述省煤器的烟气流速范围。简述省煤器的烟气流速范围。为814m/s。48. 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。 49. 简述给水温度与锅炉压力的关系。简述给水温度与锅炉压力的关系。火力发电厂采用的蒸汽动力循环包括抽汽回热循环，随着锅炉主蒸汽和再热蒸汽压力的提高，抽汽压力也相应提高，因此给水温度随着锅炉压力的提高而提高。 常见的给水温度：中压锅炉，170；高压锅炉，215；超高压锅炉，240；亚临界压锅炉，280。 50. 再热器中的水蒸气是否过热？说明其原因。再热器中的水蒸气是否过热？说明其原因。再热器是锅炉受热面的名称。再热器中流动的是低压过热蒸汽，所谓再热蒸汽参数指的是再热器中流动的、被加热的低压过热蒸汽。51. 计算不同压力下锅炉蒸发受热面的热水加热与蒸发吸热在蒸发受热面吸热量中的比例，并讨论计算结果。计算不同压力下锅炉蒸发受热面的热水加热与蒸发吸热在蒸发受热面吸热量中的比例，并讨论计算结果。设进入水冷壁的水的温度与饱和水温度相差40，进入水冷壁的水的焓为h1，对应于某一个压力的饱和水的焓是h，饱和水蒸气的焓是h，则蒸发吸热比例rzf和热水段吸热比例rrs为 rrs=100-rzf100% 将水冷壁压力的间隔设置成1MPa，从0.1MPa，开始，以后就是1、2、3、21、22MPa，查阅水和水蒸气热力性质图表，计算得到计算结果汇总于下表。 水冷壁蒸发吸热比例与压力的关系 p (MPa) h1(kJ/kg) h(kJ/kg) h(kJ/kg) h-h1(kJ/kg) h-h(kJ/kg) rzf(%) rrs(%) rzf+rrs(%) 0.1 209.4 417.4 2675.0 2465.5 2257.5 91.6 8.4 100 1 589.6 762.7 2777.1 2187.5 2014.4 92.1 7.9 100 2 728.6 908.6 2798.4 2069.8 1889.8 91.3 8.7 100 3 848.5 1008.4 2803.3 1954.8 17 94.9 91.8 8.2 100 4 898.5 1087.4 2800.9 1902.5 1713.5 90.1 9.9 100 5 962.8 1154.5 2794.2 1831.4 1639.7 89.5 10.5 100 6 1018.9 1213.7 2784.6 1765.7 15 70.8 89.0 11.0 100 7 1066.4 1267.4 2772.6 1706.1 1505.1 88.2 11.8 100 8 1109.9 1317.1 2758.6 1648.8 1441.5 87.4 12.6 100 9 1149.0 1363.7 2742.9 1593.9 1379.2 86.5 13.5 100 10 1188.8 1407.9 2725.5 1536.7 1317.6 85.7 14.3 100 1l 1224.1 1450.3 2706.4 1482.3 1256.1 84.7 15.3 100 12 1259.9 1491.3 2685.6 1425.7 1194.3 83.8 16.2 100 13 1291.0 1531.4 2662.9 1371.9 1131.5 82.5 17.5 100 14 1322.6 1570.9 2638.1 1315.5 1067.2 81.1 18.9 100 15 1349.1 1610.2 2610.9 12 61.8 1000.7 79.3 20.7 100 16 1375.9 1649.7 2580.8 1204.9 931.1 77.3 22.7 100 17 1408.9 1690.0 2547.4 1138.5 857.4 75.3 24.7 100 18 1430.7 1732.0 2509.5 1078.8 777.5 72.1 27.9 100.0 19 1452.8 1776.9 2465.4 1012.7 688.5 68.0 32.0 100.0 20 1481.1 1827.1 2411.4 930.3 584.3 62.8 37.2 100.0 21 1503.7 1889.4 2337.5 833.9 448.1 53.7 46.3 100.0 22 1526.5 2021.9 2164.2 637.7 142.3 22.3 77.7 100.0 将水冷壁蒸发吸热比例随着压力的变化关系绘制成图12-1。 (1)从图12-1可以直观地看出，随着压力的提高，水冷壁蒸发吸热比例会逐渐下降。 (2)从图12-1可以直观地看出，随着压力的提高，水冷壁将未饱和水加热成饱和水的吸热比例逐渐升高。 (3)基于以上两点，可以推测，烟气在炉膛内的放热量随着压力的提高会更多地放给热水，同样的蒸发量吸热比例会降低。因此随着锅炉压力的提高，只要适当提高省煤器给水温度，就能产生更多的水蒸气即大容量锅炉。所以随着锅炉压力的提高，锅炉容量会越来越大，要想提高锅炉容量，必须提高蒸汽压力。 52. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的理论燃烧温度为1988，炉膛出口温度为1100，炉膛的烟气量为7.0891m3/kg(燃料)(已知某台1025t/h锅炉BRL工况的理论燃烧温度为1988，炉膛出口温度为1100，炉膛的烟气量为7.0891m3/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，深度为b=12.829m，试计算炉膛内的平均烟气流速。(1)计算炉膛中的烟气量 (2)计算炉膛中烟气的速度 (1)本题计算的1025t/h锅炉炉膛的烟气流速为9.6m/s。 (2)炉膛中的烟气温度比较高，传热主要依靠辐射换热进行，与对流换热关系不大。 (3)如果炉膛烟气速度太低，可能造成烟气温度在炉膛内下降太快，从而影响燃料放热量在锅炉各受热面之间的合理分配。 (4)如果炉膛烟气速度太快，可能造成煤粉燃烧不完全，进而造成固体和气体的不完全燃烧损失。 53. 简述煤的工业分析成分与元素分析成分的关系。简述煤的工业分析成分与元素分析成分的关系。(1)煤的工业分析成分包括固定碳、挥发分、水分、灰分。 (2)煤的元素分析成分包括水分、灰分、碳、氢、氧、氮、硫。 (3)工业分析成分与元素分析成分的关系：元素分析的碳元素的一部分以及全部的氢、氧、氮、硫元素全部包括在工业分析的挥发分中，其余的碳元素以工业分析的固定碳形式存在。 54. 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。 55. 简述正常和非正常火焰传播速度的差别。简述正常和非正常火焰传播速度的差别。正常和非正常火焰传播速度大约为413m/s。爆燃火焰传播速度为10003000m/s，爆燃的同时会引起压力增加到20.67atm以上。56. 已知某台1025t/h锅炉高温再热器为58排7管圈U形管结构，直径604，内径dn=60-24=52mm。BRL工况：中温再热器过已知某台1025t/h锅炉高温再热器为58排7管圈U形管结构，直径604，内径dn=60-24=52mm。BRL工况：中温再热器过热蒸汽流量Dzr=788.5t/h，再热蒸汽入口压力3.64MPa，出口压力3.6MPa，入口蒸汽温度481，出口蒸汽温度540。计算高温再热器的质量流速和入口、出口蒸汽流速。查水蒸气特性表，3.64MPa，481入口水蒸气比体积v1=0.0926422m3/kg。 质量流速 后屏过热器入口蒸汽流动速度 1=v1=2540.0926422=23.5(m/s) 查水蒸气特性表，3.60MPa，540，出口水蒸气比体积v2=0.1018854m3/kg。 低温过热器入口蒸汽流动速度 2=v2=2540.1018854=25.9(m/s)(1)高温再热器的出口、入口蒸汽速度比为1.100，基本上为匀速流动。 (2)高温再热器与中温再热器质量流速之比为1.0。说明高温再热器和中温再热器都处于半辐射换热区域。 57. 计算各种燃料的燃料特性系数。计算各种燃料的燃料特性系数。把相关数据代入下式 得到下表。 国内主要动力煤的燃料特性系数 煤种 Car (%) Har(%) Oar(%) Nar(%) Sar(%) 京西无烟煤 67.9 1.7 2 0.4 0.2 0.0507 焦作无烟煤 66.1 2.2 2 1 0.4 0.0705 金竹山无烟煤 65.4 2.3 1.8 0.6 0.6 0.0751 元宝山褐煤 39.3 2.7 11.2 0.6 0.9 0.0784 芙蓉贫煤 61.9 2.4 1.6 1 3.8 0.0831 义马烟煤 49.6 3.2 11.6 0.7 1.3 0.0834 西山贫煤 67.6 2.7 1.8 0.9 1.3 0.0866 阳泉无烟煤 68,9 2.9 2.4 1 0.8 0.0896 淄博贫煤 64.8 3.1 1.6 1 2.6 0.1050 阜新烟煤 48.3 3.3 8.6 0.8 1 0.1089 丰广褐煤 35.2 3.2 12.6 1.1 0.2 0.1110 萍乡无烟煤 60.4 3.3 2.5 1 0.7 0.1172 淮南烟煤 60.8 4 7.7 1.1 0.7 0.1185 大同烟煤 70.8 4.5 7.1 0.7 2.2 0.1194 开滦洗中煤 46.5 3.1 5.8 0.7 0.9 0.1205 鹤岗洗中煤 44.5 3 5.9 0.7 0.2 0.1207 徐州烟煤 63 4.1 6.7 1.5 1.2 0.1229 新汶烟煤 61 4.1 6.8 1.4 1.9 0.1258 平顶山烟煤 58.2 3.7 4.1 0.9 0.5 0.1297 扰顺烟煤 56.9 4.4 9.1 1.2 0.6 0.1361 龙凤洗中煤 42.9 3.4 7.5 0.9 0.5 0.1362 开滦烟煤 58.2 4.3 6.3 1.1 0.8 0.1428一般都把煤的着火难易程度表达为干燥无灰基的挥发分含量。但是燃料特性系数基本上就是煤的氢/碳比值。因此越高，煤越容易着火。 (2)从上表可知：烟煤的燃料特性系数较高，贫煤的燃料特性系数较低，无烟煤的燃料特性系数最低。 (3)丰广褐煤的燃料特性系数高于元宝山褐煤。 (4)洗中煤的燃料特性系数从高到低的排列顺序是龙凤洗中煤、鹤岗洗中煤、开滦洗中煤。 58. 分析煤粉锅炉炉膛尺寸确定过程。分析煤粉锅炉炉膛尺寸确定过程。(1)根据锅炉的主蒸汽、再热蒸汽的压力、温度、流量，煤的收到基低位发热量和同类型锅炉的锅炉效率确定燃料消耗量。 (2)根据炉膛容积热负荷的推荐值范围确定炉膛容积VL。 (3)根据炉膛截面热负荷的推荐值范围确定炉膛截面积FL。 (4)根据VL，FL确定炉膛高度HL。 (5)根据直流燃烧器或者旋流燃烧器的布置形式确定炉膛截面的宽度a和深度b。 59. 下列三种材料，( )最适合制造小弹簧。A.08F钢B.70钢C.45钢参考答案：B60. 已知一直径d=1mm的铜导线，其电阻值=0.019mm2/m，通过电流I=25A&39;，假定导线横截面上温度分布均匀，忽略已知一直径d=1mm的铜导线，其电阻值=0.019mm2/m，通过电流I=25A，假定导线横截面上温度分布均匀，忽略长度方向的温度变化。试写出其导线温度变化的微分方程，并确定导线刚通电瞬间的温度变化率。图给出了导线非稳态导热某一微元段示意图。 对导