东北大学21秋《金属学与热处理基础》综合测试题库答案参考5

东北大学21秋金属学与热处理基础综合测试题库答案参考1. 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。 2. 分析低NOx燃烧技术与烟气中CO含量的关系。分析低NOx燃烧技术与烟气中CO含量的关系。(1)低NOx燃烧技术就是在主燃烧区域形成弱还原性气氛的缺氧燃烧。 (2)由于缺氧燃烧，必然增加了挥发分的热解和焦炭燃烧过程中形成的CO气体含量。 (3)烟气中的CO是一种可以燃烧的气体燃料，如果烟气中的CO浓度偏高，就会形成较多的化学不完全燃烧损失，降低燃烧效率，锅炉效率和火力发电厂净效率。 (4)对固态排渣煤粉炉，低NOx燃烧技术会造成烟气中CO度的提高；对液态排渣煤粉炉，由于炉膛温度较高，低NOx燃烧技术造成烟气中CO浓度的提高幅度较小。 3. 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：A4. 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。 5. 分析循环流化床锅炉水冷壁爆管和煤粉锅炉水冷壁爆管原因的区别。分析循环流化床锅炉水冷壁爆管和煤粉锅炉水冷壁爆管原因的区别。(1)循环流化床锅炉水冷壁工质侧和烟气侧温度分布很均匀，爆管的原因是固体创料颗粒对受热面的磨损。 (2)煤粉锅炉水冷壁的工质侧温度分布：临界压力以下锅炉，均匀；超临界锅炉，工质温度逐渐上升。烟气侧温度分布：炉膛垂直方向，温度从低到高再到低；炉膛水平方向，也不均匀。因此煤粉锅炉水冷壁爆管的原因可能是热负荷不均匀引起的传热恶化。 6. 能量的转化和转移都是有_的，例如在热传递过程中，内能只可以从_物体转移到_能量的转化和转移都是有_的，例如在热传递过程中，内能只可以从_物体转移到_，不能相反，否则就会引起其他的变化，消耗别的_.正确答案：方向性 高温 低温 能量7. 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。 8. 已知某电厂1025t/h锅炉(300MW机组)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。收到基氮元素已知某电厂1025t/h锅炉(300MW机组)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。收到基氮元素含量为Nar=1.02%，如果不采取脱硝措施，计算该锅炉每年(运行7000h)的氮氧化物排放量。(1)氮元素氧化后生成的产物主要为NO。燃烧反应方程式 (2)假定煤种所有的氮元素全部转化成NO排放到大气中，则每年运行7000h的NO排放量为 (1)如果不采取脱硫措施，1台1025t/h锅炉燃烧西山贫煤每年排放的NO约为19142t/a。 (2) NO是一种酸性气体，与空气中SO3等气体作用形成酸雨降低农作物的产量、危害人类和动物的健康。因此必须对燃煤电厂产生的NO进行净化处理。 (3)目前国内广泛使用的脱硫技术有：选择性催化还原法；选择性非催化还原法等。 9. 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：B10. 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。 11. 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：A12. 煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量 (5-7)计算煤气的理论空气量。煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量(5-7)计算煤气的理论空气量。将煤气成分代入式(5-7)得到各种煤气的理论空气量，将计算结果汇总于下表。 我国部分气体燃料的理论空气量 序号 重油产地 CH4 (%) C2H6(%) C3H8(%) C4H10(%) H2(%) CO(%) CO2(%) 1 气田煤气 97.42 0.94 0.16 0.03 0.08 0 0.52 2 油田煤气 93.18 0 3.25 2.19 0 0 0.83 3 液化石油气 0 50 50 0 0 0 0 4 高炉煤气 0 0.00 0 0 2 27 11 5 发生炉煤气 1.8 0.00 0 0 8.4 30.4 2.2 序号 重油产地 H2S (%) N2(%) O2(%) 高位发热量(kJ/m3) 低位发热量(kJ/m3) Vom3/Nm3(标准状态下) 1 气田煤气 0.03 0.76 0 39600 35600 9.49 2 油田煤气 0 3.84 0 44300 38270 10.33 3 液化石油气 0 0 0 113000 104670 20.24 4 高炉煤气 0 60 0 3718 3678 0.77 5 发生炉煤气 0 56.4 0.2 5950 5650 1.18(1)在气体燃料系列中，低位定压发热量高的气体的理论空气量也比较大。 (2)在本题计算范围内，理论空气量最大的燃料为液化石油气，理论空气量最小的气体燃料为高炉煤气。 13. 假设过量空气系数，渣油的过量空气系数=1.05。计算燃料油的空燃比。假设过量空气系数，渣油的过量空气系数=1.05。计算燃料油的空燃比。已知理论空气量，则理论空燃比 S0=1.293Vokg/kg (5-14) 设过量空气系数为，则锅炉燃烧过程中的实际空燃比 S=1.293Vokg/kg (5-15) 将已知条件以及表我国部分重油的理论空气量表的数据代入式(5-14)和式(5-15)得到下表。 国内部分燃料油的理论与实际空燃比 序号 重油产地 Qar,net (kJ/kg) Vom3/kg(标准状态下) S0(kg/kg) S(kg/kg) 1 抚顺石油一厂燃料油 40500 10.65 13.77 1.05 14.46 2 独子炼油厂燃料油 38686 10.17 13.16 1.05 13.81 3 页岩渣油No.2 44744 11.77 15.22 1.05 15.98(1)燃料油、页岩渣油的理论空燃比大约在13.1615.22左右，接近于重油的理论空燃比。 (2)燃料油、页岩渣油的实际空燃比大约在13.8115.98之间，接近于重油的实际空燃比，比煤的实际空燃比(5.7610.25)大。 14. 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：ABCD15. 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。 16. 不锈钢按其使用时的组织特征可分为( )。A.铁素体型不锈钢B.奥氏体型不锈钢C.马氏体型不锈钢D.奥氏体-铁素体型不锈钢E.沉淀硬化型不锈钢参考答案：ABCDE17. T10钢碳的质量分数是10%。( )A.错误B.正确参考答案：A18. 导热性差的金属材料，加热和冷却时会产生较大的内外温度差，导致内外金属材料不同的膨胀或收缩，产生较大的内应力，从而使金属材料变形，甚至产生开裂。( )A.错误B.正确参考答案：B19. 非合金钢按主要质量等级可分为( )。A.普通质量非合金钢B.优质非合金钢C.特殊质量非合金钢D.碳素钢参考答案：ABC20. 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：B21. 钢和生铁都是以铁碳为主的合金。( )A.错误B.正确参考答案：B22. 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。23. 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：B24. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的回转式空气预热器烟气流通截面为Fy=47.33m2，烟气入口温度为1=398.8，烟气出已知某台1025t/h锅炉BRL工况的回转式空气预热器烟气流通截面为Fy=47.33m2，烟气入口温度为1=398.8，烟气出口温度为2=139.4，炉膛烟气量为Vy=7.9569m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为B=125.11t/h。试计算回转式空气预热器的平均烟气流速。(1)计算烟气流量 (2)计算烟气平均流速 (1)本题计算的1025t/h锅炉回转式空气预热器的烟气平均流速为11.6m/s，比省煤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。 25. 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。省煤器烟气出口处的过量空气系数在1基础上增加0.20。假设煤粉炉飞灰占灰分的质量份额afh=0.92，计算燃煤锅炉省煤器处的飞灰浓度(每千克烟气中飞灰的质量)。飞灰浓度可以表达为 将数据带入上式，得到下表。其中下标sm表示省煤器。 无烟煤燃烧在省煤器出口处的飞灰浓度 序号 煤种 Aar(%) Vo(m3/kg) afh sm usm(kg/kg) 1 京西无烟煤 22.8 6.427 0.92 1.5 0.01570 2 阳泉无烟煤 19 6.840 0.92 1.5 0.01230 3 焦作无烟煤 21.3 6.406 0.92 1.5 0.01469 4 萍乡无烟煤 25.1 6.184 0.92 1.5 0.01795 5 金竹山无烟煤 22.3 6.384 0.92 1.5 0.01545 6 西山贫煤 19.7 6.7085 0.92 1.45 0.01342 7 淄博贫煤 22.6 6.6156 0.92 1.45 0.01563 8 芙蓉贫煤 22,8 6.2123 0.92 1.45 0.01673 9 抚顺烟煤 14.8 5.9414 0.92 1.4 0.01162 10 阜新烟煤 23 4.9153 0.92 1.4 0.02169 11 开滦烟煤 28.1 6.1304 0.92 1.4 0.02167 12 大同烟煤 11.7 7.3235 0.92 1.4 0.00754 13 新汶烟煤 18.8 6.3463 0.92 1.4 0.01393 14 徐州烟煤 13.5 6.5041 0.92 1.4 0.00974 15 淮南烟煤 19.7 6.232 0.92 1.4 0.01486 16 义马烟煤 16.6 4.9145 0.92 1.4 0.01555 17 平顶山烟煤 25.6 6.0346 0.92 1.4 0.02000 18 开滦洗中煤 35 4.7922 0.92 1.48 0.03248 19 龙凤洗中煤 29.8 4.4817 0.92 1.48 0.02928 20 鹤岗洗中煤 34.7 4.5612 0.92 1.48 0.03371 21 元宝山褐煤 21.3 3.8663 0.92 1.45 0.02417 22 丰广褐煤 25.7 3.5644 0.92 1.45 0.03156(1)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，烟气中飞灰浓度越来越低。 26. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件质量为汽包筒身质量的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19.0MPa。汽包的金属质量为Mqb=167674kg，汽包中水的质量为Mw=3915kg，汽包钢材的比热容为0.46kJ/(kgK)。假定汽包压力在运行中突然下降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18.5MPa饱和水的焓h2=1753.99kJ/kg，饱和温度t2=359.26，19.0MPa饱和水的焓h1=1776.89kJ/kg，饱和温度t1=361.47。 (1)饱和水闪蒸敢出的热量 Q1=Mw(h1-h2)=287987(kJ) 查饱和水性质表，18.5MPa饱和水的汽化潜热r=2488.41-1753.99=734.42kJ/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=361.47-359.26=2.21() (2)金属的吸热量 (3)闪蒸的水量 (1)1025t/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276.1kg，相当于原始水量的2.20%。 (2)1025t/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，因此当锅炉降低负荷需要降低压力时，一次性降低压力的幅度不能太大。 (4)将400、670、1025t/h锅炉的计算结果汇总于下表。由下表可知，随着锅炉容量的增加，汽包质量(Mqb)越来越大；汽包中的水的质量(Ms)越来越大；从正常水位到发生缺水事故所需的时间(tgs)基本上在1min左右；从正常水位到发生满水事故所需的时间(tms)在4678s之间，汽包锅炉对于缺水的敏感性远远高于对满水事故的敏感性。当汽包压力突然降低时(比如汽轮机负荷突然增加时)，随着锅炉容量的增加，饱和水的蒸发(闪蒸)引起的温度降低幅度(t)越来越小，闪蒸引起的水的蒸发量(Msz)越来越大，闪蒸水量占汽包中原有水的质量的百分数(sz)越来越大。 不同容量的汽包锅炉的汽包特性 D(t/h) Mqb(kg) Ms(kg) tqs(s) tms(min) Msz(kg) sz(%) t() 400 48353 7325 66 46 94.1 1.23 3.61 670 95365 12576 68 78 174.2 1.39 2.78 1025 167674 13588 73 73 276.1 2.2 2.21 27. 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：ABCD28. 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。 29. 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。30. 简述烟气量计算过程中没有将水蒸气纳入三原子气体范畴的原因。简述烟气量计算过程中没有将水蒸气纳入三原子气体范畴的原因。1kg煤燃烧生成的二氧化碳和二氧化硫气体的体积是常数。而水蒸气的体积与烟气流程有关，也与空气的含湿量有关。此外水蒸气体积与是否使用油燃烧器以及是否使用蒸汽吹灰设备有关。因此，水蒸气的体积没有纳入烟气中三原子气体体积的范畴。31. 一换热器管内侧流过的水的对流换热表面传热系数为h1=8700W/(m2K)，管外侧制冷剂的换热表面传热系数为h2=180一换热器管内侧流过的水的对流换热表面传热系数为h1=8700W/(m2K)，管外侧制冷剂的换热表面传热系数为h2=1800w/(m2K)，已知换热管子壁厚为=1.5mm，管内径为50mm。管子材料的导热系数为=383W/(mK)。试计算各部分热阻和换热器的总传热系数。分析这是两种流体与管壁之间的传热过程，由于管壁的厚度相对其直径而言较小d，可以将其按平壁处理，依据题目提供的条件，可以利用式=k(tf1-tf2)A(W)(0-4)。水侧对流换热热阻： 制冷剂侧对流换热热阻： 管壁的导热热阻： 总热阻为：R=Rh1+R+Rh2=6.7510-4m2K/W 传热系数：从计算结果看，制冷剂侧和水侧的热阻数量级一样，且高于导热热阻2个数量级。导热热阻的影响相对较小，几乎可以忽略。从热阻的构成看，总的热阻数值更接近于单项热阻最大的那个，为此，提高传热系数主要应从如何有效降低热阻较大的传热环节入手，以本题为例，就是要设法提高制冷剂侧的表面传热系数。 32. 明渠流渠道底坡的类型有( )。A顺坡B 临界坡C 平坡D逆坡参考答案：ACD33. 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。 34. 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。 35. 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。 36. 变形铝合金包括( )。A.防锈铝B.硬铝C.超硬铝D.锻铝参考答案：ABCD37. 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：C38. 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：B39. 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)。 40. 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：A41. 简述简单回路工作点的确定方法。简述简单回路工作点的确定方法。在Y-0曲线上画出Yss、Yxj两条曲线，两条曲线的焦点即简单回路的工作点。42. 简述煤粉炉气体不完全燃烧损失可以忽略的原因。简述煤粉炉气体不完全燃烧损失可以忽略的原因。煤粉炉产生的可燃气体主要是CO。煤粉颗粒的燃尽时间为1.82.5s，CO燃尽时间大约为0.001s，因此正常燃烧的煤粉锅炉的气体不完全燃烧损失可以忽略不计。43. 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：B44. 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。 45. 铁碳合金状态图中，最大含碳量为5.69%。( )A、错误B、正确参考答案：A46. 热处理工艺过程都由下列哪几个阶段组成?( )A、充气B、加热C、保温D、冷却参考答案：BCD47. 在下列三种钢中，( )钢的硬度最高。A.T10钢B.20钢C.65钢参考答案：A48. 纯金属的结晶过程是一个恒温过程。( )A.错误B.正确参考答案：B49. 简述超临界压力锅炉的煤水比调节过热蒸汽温度的特点。简述超临界压力锅炉的煤水比调节过热蒸汽温度的特点。(1)提高煤水比，水冷壁出口的汽水分离器处的蒸汽温度升高，同时过热器吸热量增加，过热蒸汽温度升高。 (2)降低煤水比，水冷壁出口的汽水分离器处的蒸汽温度降低，同时过热器吸热量减小，过热蒸汽温度降低。 (3)由于水冷壁工作温度的上限限制，提高煤水比调节过热蒸汽温度的措施存在上限。由于煤粉的着火性能较差，因此通过降低煤水比来降低过热蒸汽温度的技术措施存在下限，因此，煤水比必须控制在合适的范围内。 50. 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。 51. 钢球磨煤机最佳通风量计算。 已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉配有4台MG350/600型磨煤机，当地大气钢球磨煤机最佳通风量计算。已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉配有4台MG350/600型磨煤机，当地大气压力p=100kPa。BRL工况时的燃料消耗量B=125.11t/h，理论空气量为Vo=5.69m3/kg(标准状态下)。燃煤的Vdaf=14.88%，Qar,net=23920kj/kg。试计算每台磨煤机的最佳通风量并对计算结果进行分析与讨论。(1)筒体长度L=6.0m，筒体内径D=3.5m，容积V=57.70m3，工作转速n=17.57r/min，最大装球量59t，充填率=0.209，功率1000kW。护甲形状系数kap=1.0，护甲和钢球磨损使出力降低的修正系数kjd=0.9，燃料可磨性修正系数kgr=1.0。可得磨煤机的最佳通风量，见下表。 MG350/600型钢球磨煤机的最佳通风量 1 转速 n r/min 已知 17.57 2 简体内径 D m 已知 3.5 3 简体容积 V m3 已知 57.7 4 煤的可磨系数 Kkm 已知 1.488 5 煤粉细度 R90 % 假设 6.2 6 填充率 已知 0.209 7 当地大气压 pa kPa 已知 100.0 8 最佳通风量 Qv,opt m3/h 式(4-4) 87494 80154 锅炉BRL工况所需的通风量见下表。 锅炉BRL工况所需的空气量 1 过量空气系数 优质贫煤 1.1 2 燃料消耗量 B t/h 已知 125.11 3 理论空气量 Vo m3/kg(标准状态下) 已知 5.69 4 锅炉燃烧所需空气量 VL m3/h 1000BVo 783063 5 一次风率 r1 % 4Qv,opt/VL 40.94(1)对于贫煤、热风送粉制粉系统，一次风率的推荐值为20%25%，而计算结果比推荐值大得多。因此，锅炉运行的实际通风量低于磨煤机的最佳通风量。 (2)根据一次风率的推荐值的平均值22.5%与计算值40.94%的比值0.55得到实际通风量对磨煤机出力的影响系数kv=0.787。 52. 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。 53. 平屋顶与顶层天花板间存在一夹层，其夹层表面的间距=50cm，夹层内是压力为1.013105Pa的空气。天花板外侧温度平屋顶与顶层天花板间存在一夹层，其夹层表面的间距=50cm，夹层内是压力为1.013105Pa的空气。天花板外侧温度为tw1=25，屋顶内侧温度夏天时为twx=40，冬天时为twd=15，分别计算在夏天和冬天时，通过单位面积夹层的传热量。分析本题为有限空间自然对流换热问题，注意热面在上应按照纯导热计算。(1)夏天时： 定性温度： 根据定性温度查文献1附表3得： =0.0269W/(mK)， =1.62410-5m2/s，Pr=0.7005 按照纯导热计算： (2)冬天时： 定性温度： 根据定性温度查文献1附表2得： =0.0259wW/(mK)，=1.50610-5m2/s，Pr=0.703 则： Nuf=0.061(GrPr)1/3=0.061(1.3108)1/3=30.9 q=h(tw1-twd)=1.610=16W/m2从计算结果可以看出，在相同温差范围内，夏天通过单位面积夹层的传热量小于冬天通过单位面积夹层的传热量。这是南于在夏季，屋顶内侧温度较高，天花板外侧温度较低，属热面在上的有限空间自然对流换热问题，冷热面间无流动发生，因此传热量较小；反之，在冬季，屋顶内侧温度较低，天花板外侧温度较高，属热面在下的有限空间自然对流换热问题，冷热面间发生自然对流，因此传热量较大。 54. 当铸件某部位是白口铸铁时，将加热850-950保温，目的是( )A、石墨细化B、石墨分解C、渗碳体分解为石墨D、石墨分解为渗碳体日参考答案：C55. 比较低倍率循环锅炉与复合循环锅炉的区别。比较低倍率循环锅炉与复合循环锅炉的区别。(1)低倍率循环锅炉是循环倍率很低的控制循环锅炉。 (2)复合循环锅炉是直流锅炉的一种改进型。在锅炉低负荷下，采用水冷壁与分离器、混合球、管道等形成的回路进行水循环，此时循环倍率K1.0。在锅炉高负荷下，进入直流运行状态，循环倍率K=1.0。 56. 试求将300K的空气，由01MPa等温可逆压缩到10MPa，求过程的轴功和理想功。环境温度取T0为20。试求将300K的空气，由01MPa等温可逆压缩到10MPa，求过程的轴功和理想功。环境温度取T0为20。正确答案：消耗轴功11043kJkmol理想功107765kJkmol。消耗轴功11043kJkmol,理想功107765kJkmol。57. 作布氏硬度试验时，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。( )A.错误B.正确参考答案：A58. 铁碳合金室温时的基本组织有( )A、铁素体B、渗碳体C、奥氏体D、珠光体和莱氏体参考答案：ABCD59. 简述热态启动、极热态启动过程中，应当如何协调锅炉排出的蒸汽温度与汽轮机的温度。简述热态启动、极热态启动过程中，应当如何协调锅炉排出的蒸汽温度与汽轮机的温度。(1)要保证蒸汽温度高于汽轮机本体的温度。 (2)原因是如果蒸汽温度低于汽轮机本体温度，汽轮机就会经历一个温度下降、温度上升的过程，这会缩短汽轮机的使用寿命。 60. 钢的热处理工艺曲线包括哪几个阶段?( )A、加热B、保温C、冷却D、充气参考答案：ABC