东北大学21秋《金属学与热处理基础》平时作业一参考答案63

东北大学21秋金属学与热处理基础平时作业一参考答案1. 非合金钢按用途可分为( )。A.碳素结构钢B.碳素工具钢C.普通质量非合金钢D.低碳钢参考答案：AB2. 已知600MW超临界压力锅炉的炉膛容积VL=13505m3。BRL工况时的燃料消耗量B=236.55t/h，煤的收到基低位发热量为Q已知600MW超临界压力锅炉的炉膛容积VL=13505m3。BRL工况时的燃料消耗量B=236.55t/h，煤的收到基低位发热量为Qar,net=21981kJ/kg。计算该锅炉的炉膛容积热负荷并对计算结果进行分析与讨论。炉膛的容积热负荷 (1)烟煤容积热负荷推荐值qV=140200kW/m3，计算结果表明：该锅炉的炉膛容积偏大； (2)该锅炉炉膛截面积偏小，因此水冷壁面积偏大，水冷壁吸热量偏多； (3)由上述分析可知，该锅炉过热蒸汽和再热蒸汽的流量偏大，过热汽温特别是再热汽温偏低。解决该问题的方法：重新布置受热面，使烟气的放热量合理地分配在过热器和再热器受热面上。 3. 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：C4. 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。 5. 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。6. 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：B7. 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。 8. 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。 9. 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。 10. 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。11. 简述碳粒的一次燃烧反应和二次燃烧反应的区别。简述碳粒的一次燃烧反应和二次燃烧反应的区别。(1)当燃烧温度比较低时，碳粒与氧气直接反应，生成二氧化碳。这是一次反应，包括：扩散、吸附、反应、脱附、扩散等过程。 (2)当燃烧温度比较高时，碳粒与二氧化碳反应，生成一氧化碳。一氧化碳扩散到周围的环境中与氧气反应。生成二氧化碳，碳粒与二氧化碳的反应包括扩散、吸附、反应、脱附、扩散等过程，为一次反应。一氧化碳气体与氧气的反应为气相扩散反应，是二次反应。 12. 已知某台1025t/h锅炉中温再热器为29排14管圈U形管结构，直径604，内径dn=60-24=52(mm)。BRL工况：中温再热器已知某台1025t/h锅炉中温再热器为29排14管圈U形管结构，直径604，内径dn=60-24=52(mm)。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3.70MPa，出口压力3.64MPa，入口蒸汽温度370，出口蒸汽温度481。计算中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，3.70MPa，370入口水蒸气比体积v1=0.0753551m3/kg。 质量流速 前屏过热器入口蒸汽流动速度 1=v1=2540.0753551=19.1(m/s) 查水蒸气特性表，3.64MPa，481，出口水蒸气比体积v2=0.0926422m3/kg。低温过热器入口蒸汽流动速度 2=v2=2540.0926422=23.5(m/s)(1)中温再热器的出口、入口蒸汽速度比为1.229，基本上为匀速流动。 (2)中温再热器与低温再热器的质量流速之比为0.887，随着蒸汽的流动，烟气温度逐渐降低，质量流速适当降低有助于降低中温再热器的流动阻力。 13. 分析煤粉仓偶尔发生爆炸事故的原因。分析煤粉仓偶尔发生爆炸事故的原因。(1)煤粉仓是一个较大的空间； (2)如果煤粉仓中存放的是挥发分含量较高的煤粉； (3)如果煤粉仓受到了高温作用就会使一部分挥发分释放出来； (4)来自细粉分离器的煤粉与空气相同，如果煤粉舱中的挥发分含量和氧气含量落在爆炸浓度范围内； (5)只要有明火或者局部高温，煤粉仓中的气体燃料与氧气的混合物就会发生连锁反应形成爆燃，即爆炸。 14. 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。 15. 常用的低温钢有( )。A.低碳锰钢B.镍钢C.奥氏体不锈钢D.马氏体不锈钢参考答案：ABC16. 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。 17. 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。 18. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温过热器烟气入口温度为1=799，烟气出口温度为2=744。片数n=76，直径514已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温过热器烟气入口温度为1=799，烟气出口温度为2=744。片数n=76，直径514炉膛烟气量为7.4362m3/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hgw-gr=10.279m。试计算高温过热器的平均烟气流速。(1)计算高温过热器所在烟道的流通截面积 F=(a-nd)hgw-gr=97.2(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锅炉高温过热器的烟气平均流速为10.17m/s。比高温再热器烟气速度略有提高，原因是烟气截面的高度降低，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。 19. 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：A20. 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。 21. 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：C22. 洛氏硬度值的正确表示方法为( )。A、HRC55B、HRC55kg/mmC、55HRCD、55HRCkg/mm参考答案：C23. 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：ABC24. 分析煤的发热量与元素分析之间的换算关系。分析煤的发热量与元素分析之间的换算关系。根据式 Qdaf,gr=335Cd.f+1298Hdaf+63Sdaf-105Odaf-21(Ad-10) 当Cdaf95或者Hdaf1.5%时，Cdaf前面的系数取327;当Cdaf不等于77%时，Hdaf前面的系数取1256。 可见碳元素、氢元素、硫元素含量越高，氧元素、干燥基灰分含量越低，煤的干燥无灰基高位发热量越高。 25. 分析燃烧效率与锅炉排渣方式的关系。分析燃烧效率与锅炉排渣方式的关系。(1)燃烧效率 rs=100-(q3+q4) (2)气体、固体不完全燃烧损失比较见下表。 气体、固体不完全燃烧损失比较 损 失 符号 固态排渣炉 液态排渣炉 气体不完全燃烧损失 q3 小 很小 固体体不完全燃烧损失 q3 小 很小 (3)由上述比较可知，固态排渣炉的燃烧效率低于液态排渣炉。 26. 在终锻温度以下继续锻造，工件易弯曲。( )A、错误B、正确参考答案：A27. 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)。28. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的炉膛出口温度为1100，炉膛烟气量为7.0891m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料已知某台1025t/h锅炉BRL工况的炉膛出口温度为1100，炉膛烟气量为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，折焰角深入炉膛深度d1=2.80m。后屏深入炉膛深度d2=2.072m，后屏高度hhp=15.5m，前屏4片，直径516，试计算炉膛出口处的平均烟气流速。(1)计算水平出口烟气面积 F1=(b-d1-d2)(a-0.0514)=104.5(m2) (2)计算炉膛垂直出口烟气面积 F2=(a-40.051)hhp=203.5(m2) (3)计算炉膛出口平均截面积 (4)计算烟气体积流量 (5)计算前屏、壁式再热器、炉膛顶棚处的平均烟气速度 (1)本题计算的1025t/h锅炉炉膛出口处的烟气平均流速为9.0m/s。略低于炉膛中的烟气流速。 (2)炉膛出口处的烟气温度较高，而且烟气空间比较大，有效辐射层厚度较大，烟气黑度较大，因此，炉膛出口处的传热以辐射换热为主。 29. 金属材料的性能可分为两大类：一类叫工艺性能，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫使用性能，反映材料在加工过程中表现出来的特性。( )A、错误B、正确参考答案：A30. 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。 31. 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。 32. 已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的省煤器布置：51排3管圈，直径6011，BRL工况：再热蒸汽流量Dsm=935t/已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的省煤器布置：51排3管圈，直径6011，BRL工况：再热蒸汽流量Dsm=935t/h，省煤器入口压力19.6MPa，出口压力19.5MPa，给水温度270，出口水温286。计算壁式省煤器的质量流速和入口、出口蒸汽流速。查水特性表，19.6MPa，270，入口水蒸气比体积为v1=0.001272m3/kg。 质量流速 省煤器入口给水流动速度 1=v1=14970.001272=1.904(m/s) 查水蒸气特性表，19.5MPa，286，出口水比体积为v2=0.0013165m3/kg。低温再热器入口蒸汽流动速度 2=v2=14970.00013165=1.971(m/s)(1)省煤器的水的质量流速为1497kg/(m2s)，偏高。 (2)省煤器的水的出口流速与入口流速之比为1.035，基本上为匀速流动。另外流速约为1.9m/s，流速不快，流动阻力不大。 33. 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34. 铸铁按碳存在形式分白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。( )A、错误B、正确参考答案：B35. 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。36. 简述受热面热有效系数的取值方法。简述受热面热有效系数的取值方法。顺列布置得对流过热器、凝渣管、再热器、直流锅炉过渡区，燃用贫煤、无烟煤时，=0.6；燃用烟煤、褐煤、洗中煤时，=0.65；燃用油页岩时，=0.6。37. 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。38. 一根外径d=5cm的冷气输送管道裸露于空气中，表面温度为5。用干湿球温度计测得空气的干球温度为35，湿球温度一根外径d=5cm的冷气输送管道裸露于空气中，表面温度为5。用干湿球温度计测得空气的干球温度为35，湿球温度为27。为减少管子表面因结露而引起的冷量损失，拟在管外包扎一层=0.08W/(mK)的保温材料，希望加保温材料后外表面不再出现水滴。试估算所需隔热材料的厚度。作为一种估算，可取保温材料外表面的复合换热表面传热系数h=9W/(m2K)，空气的Pr=0.7，水蒸气在空气中扩散的Sc=0.6。为不使保温材料因吸收水分而变潮湿，要在其外表面涂上一层沥青，计算时可以不考虑。从文献1中查空气物性，先设边界层的平均温度t=28 查得：cp=1.005kJ/(kgK) 由湿球温度25查得空气对应的饱和水蒸气压力为3670Pa，饱和水蒸气汽化潜热： =2438kJ/kg 由文献1式(11-37)得饱和空气含湿量： 由文献1式(11-38)得空气含湿量： 查湿空气物性表，得此种状态下的露点温度为25，则取保温材料表面温度不低于25。 代入数字： 化简得： 用试算法求出保温材料外壳直径d2，列于下表中。 d2=0.09m d2=0.08m d2=0.07m d2=0.076m d2=0.078m 左边 5.44 6.81 9.51 7.64 7.20 右边 8.1 7.2 6.3 6.84 7.02 保温材料厚度：(0.078-0.05)/2=0.014m=14mm 39. 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。40. 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。 41. 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。 42. 焊接按焊接的过程特点可分为哪几类?( )A、熔焊B、高压焊C、压焊D、钎焊参考答案：ACD43. 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44. 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。 45. 从火焰黑度计算公式分析烟气压力对辐射能力的影响。从火焰黑度计算公式分析烟气压力对辐射能力的影响。(1)炉膛辐射热的计算式为 (9-1) 因此，炉膛辐射热与火焰黑度呈正相关关系，即火焰黑度越大，辐射换热量越大。 (2)烟气的火焰黑度为 a=1-e-kps (9-2) 式中：k为烟气的辐射减弱系数；s为有效辐射层厚度。 根据式(9-2)，当烟气压力提高时，火焰黑度也会提高。根据式(9-1)火焰的辐射换热量就会增加。 (3)如果将锅炉制造成增压燃烧锅炉，即提高烟气的压力p，就会增加炉膛内的辐射换热量。因此在容量相同的条件下，增压锅炉的体积会下降，这样会降低锅炉本体的金属消耗量。 46. 采用热线风速仪测量风管中空气流速，已知热线风速仪的受热金属丝直径d=1mm，材质为铜丝，密度=8666kg/m3，导热采用热线风速仪测量风管中空气流速，已知热线风速仪的受热金属丝直径d=1mm，材质为铜丝，密度=8666kg/m3，导热系数=26W/(mK)，比热容cP=343J/(kgK)，单位长度电阻值R=0.01，空气温度tf=20，表面传热系数h=30W/(m2K)，某时刻起电流强度I=30A的电流突然流经导线并保持不变。试求：稳定时导线表面散热量等于其内部发热量。 单位长度发热量为：=I2R=3020.01=9W 表面对流散热量：=dht 依据热平衡，则，则tw=t+tf=95.5+20=115.5$，故可采用集总参数法求解。 令：=t-tw，则0=t0-tw=20-115.5=-95.5 当导线通电开始瞬间到导线温度与稳定时之值相差为1，即=t-tw=-1 利用集总参数法计算： 解得：=113s 47. 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。 48. 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：B49. 常用的变形铝合金有哪些?( )A、防锈铝B、硬铝C、超硬铝D、锻铝参考答案：ABCD50. 简述发电厂用煤的分类及其燃烧特性。简述发电厂用煤的分类及其燃烧特性。发电厂用煤按照挥发分含量分为无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤等。按照收到基低位发热量分为优质煤( Qar, net21MJ/kg)和劣势煤。 挥发分和发热量越高的煤粉着火越稳定，比如烟煤、优质贫煤等。挥发分和发热量越低的煤粉着火越不稳定，比如褐煤、无烟煤等。 51. 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：ABCD52. 如坯料高度于直径之比较大，或锤击力不足，就可能产生双鼓形。( )A、错误B、正确参考答案：B53. 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：B54. 分析提高煤粉燃烧反应速率的措施。分析提高煤粉燃烧反应速率的措施。(1)气体燃料的燃烧反应速率高于焦炭颗粒的燃烧反应速率，因此要尽可能燃烧挥发分较高的煤，比如在挥发分较低的煤中混合挥发分较高的煤。 (2)提高燃烧反应温度。根据阿累尼乌斯定律，提高燃烧反应体系的温度可以提高反应速率常数，进而加快燃烧反应速度。 (3)选用合适的煤粉颗粒直径。理论上讲，煤粉颗粒直径越小，煤粉颗粒的比表面积就会越大，反应速率就会越快。 (4)提高燃烧室压力。提高压力相当于增加了空气中氧气分子的扩散速率，从而加快燃烧反应速率。 (5)提高燃烧反应温度与高温型NOx的生成、灰颗粒的熔化、结渣性质有矛盾。 55. 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。 56. 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。 57. 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。 58. 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：ABCD59. 分析W形火焰锅炉与循环流化床锅炉的区别。分析W形火焰锅炉与循环流化床锅炉的区别。(1)W形火焰锅炉与煤粉锅炉都可以作为电站锅炉。 (2)W形火焰锅炉与煤粉锅炉都可以燃用挥发分含量很低的无烟煤。