东北大学21秋《金属学与热处理基础》平时作业2-001答案参考74

东北大学21秋金属学与热处理基础平时作业2-001答案参考1. 铸造铝合金包括( )。A.铝硅铸造铝合金B.铝铜铸造铝合金C.铝镁铸造铝合金D.铝锌铸造铝合金参考答案：ABCD2. 调质处理就是( )的热处理。A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火参考答案：C3. 4根据国内主要动力煤的燃料特性系数表以及完全燃烧方程式计算烟气中三原子气体的最大值。4根据国内主要动力煤的燃料特性系数表以及完全燃烧方程式计算烟气中三原子气体的最大值。根据完全燃烧方程式 (a) (b) 合并两式得 (c) 将已知条件和国内主要动力煤的燃料特性系数表的数据代入式(c)得到，炉膛出口处烟气中三原子气体的容积含量RO2max，见下表。 国内主要动力煤燃烧产生的烟气中三原子气体容积份额的最大值 序号 煤种 1 apy RO2; (%) RO2,py(%) RO2(max)(%) 1 开滦烟煤 0.1428 1.10 1.35 16.71 13.6 18.4 2 龙凤洗中煤 0.1362 1.25 1.50 14.79 12.3 18.5 3 抚顺烟煤 0.1361 1.10 1.35 16.80 13.7 18.5 4 平顶山烟煤 0.1297 1.10 1.35 16.90 13.8 18.6 5 新汶烟煤 0.1258 1.10 1.35 16.96 13.8 18.7 6 徐州烟煤 0.1229 1.10 1.35 17.00 13.9 18.7 7 鹤岗洗中煤 0.1207 1.25 1.50 14.99 12.5 18.7 8 开滦洗中煤 0.1205 1.25 1.50 14.99 12.5 18.7 9 大同烟煤 0.1194 1.10 1.35 17.05 13.9 18.8 10 淮南烟煤 0.1185 1.10 1.35 17.07 13.9 18.8 11 萍乡无烟煤 0.1172 1.30 1.55 14.46 12.1 18.8 12 丰广褐煤 0.1110 1.25 1.50 15.12 12.6 18.9 13 阜新烟煤 0.1089 1.25 1.50 15.15 12.6 18.9 14 淄博贫煤 0.1050 1.20 1.45 15.84 13.1 19.0 15 阻泉无烟煤 0.0896 1.30 1.55 14.83 12.4 19.3 16 西山贫煤 0.0866 1.20 1.45 16.11 13.3 19.3 17 义马烟煤 0.834 1.10 1.35 17.62 14.4 19.4 18 芙蓉贫煤 0.0831 1.20 1.45 16.16 13.4 19.4 19 元宝山褐煤 0.0784 1.25 1.50 15.58 13.0 19.5 20 金竹山无烟煤 0.0751 1.30 1.55 15.03 12.6 19.5 21 焦作无烟煤 0.0705 1.30 1.55 15.09 12.7 19.6 22 京西无烟煤 0.0507 1.30 1.55 15.38 12.9 20.0(1)国内主要动力煤燃烧产生的烟气中三原子气体容积份额的最大值随着煤的含碳量的升高而升高。 (2)上表是一张电站锅炉运行和热态调试中可以参考的数据表。如果实际测量的烟气中三原子气体容积份额数据大于表中所列数值，说明测量数据不可信。 4. 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。 5. 钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。( )A.错误B.正确参考答案：A6. 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。 7. 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：A8. 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。 9. 可锻铸铁中的团絮状石墨由下述方式获得( )。A、由白口铸铁经高温退火从渗碳体分解而得到B、直接从液体中结晶而得C、由灰口铸铁经锻造而得D、上述说法都不对参考答案：A10. 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。 11. 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：C12. 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：A13. 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。 14. 钢和生铁都是以铁碳为主的合金。( )A.错误B.正确参考答案：B15. 熔炼铁液时加溶剂作用是催化剂。( )A、错误B、正确参考答案：A16. 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。 17. 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：ACD18. 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。 19. 分析过热蒸汽的温度、压力对再热蒸汽温度的影响。分析过热蒸汽的温度、压力对再热蒸汽温度的影响。(1)主蒸汽温度越高，高压缸排汽温度越高，再热蒸汽温度越高。 (2)主蒸汽压力越低，高压缸做功能力越小，再热蒸汽温度越高。 20. 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：B21. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器烟气入口温度为1=646，烟气出口温度为2=451。炉膛烟气量为Vv=7.6已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器烟气入口温度为1=646，烟气出口温度为2=451。炉膛烟气量为Vv=7.6387m3/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=102，尺寸577。试计算低温过热器的平均烟气流速。(1)计算低温过热器所在烟道的烟气流通截面积 F2=(a-nd)dzxs=92.7(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锅炉低温过热器的烟气平均流速为8.61m/s，比转向室烟气速度略有降低，原因低温过热器管子遮挡了一部分烟气流通截面积、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。 22. 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：B23. 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：B24. 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：ABC25. 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。 26. 简述自然循环锅炉容易发生传热恶化的原因。简述自然循环锅炉容易发生传热恶化的原因。水蒸气的比热容比较小，水的比热容比较大，所以在热负荷比较强的区域或者循环比较弱的区域容易发生传热恶化。热负荷比较强的区域容易发生和台沸腾向膜态沸腾转化的传热恶化，即第一类传热恶化；在水循环比较弱的区域可能发生第一类传热恶化，也可能发生柱状流向雾状流转化的传热恶化，即第二类传热恶化。27. 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。28. 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：ABCD29. 已知某电厂300MW汽轮机的凝汽器蒸汽流量为542t/h，冷却1kg蒸汽需要50kg冷却水。计算该汽轮机每年(运行7000h)已知某电厂300MW汽轮机的凝汽器蒸汽流量为542t/h，冷却1kg蒸汽需要50kg冷却水。计算该汽轮机每年(运行7000h)的冷却水量。(1)计算每年的凝结水流量 mnjs=7000542=3794000(t/a) (2)该300MW汽轮机组每年运行7000h需要的冷却水量 mlqs=50Mnjs=1.879108(t/a)(1)1台300MW汽轮机每年运行7000h需要的冷却水量约为1.8亿t。 (2)根据计算结果，建设燃煤电站的厂址选择应当考虑有足够的冷却水源。比如容量较大的湖、海以及径流量较大的江、河等。 30. 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。 31. 合金钢淬火时一般选用的冷却介质为( )A、水B、油C、盐水D、石灰水参考答案：B32. 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。 33. 材料的冲击韧度越大，其韧性就越差。( )A、错误B、正确参考答案：A34. 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。35. 简述过热器和再热器的结构形式。简述过热器和再热器的结构形式。(1)按照烟气和工质的流动方向，过热器和再热器分为顺流和逆流两种形式。 (2)按照传热方式，过热器和再热器分为对流式、辐射式、半辐射式三种形式。 36. 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。37. 浇铸时产生的抬箱跑火现象的原因是浇铸温度低。( )A、错误B、正确参考答案：A38. 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。 39. 简述对数平均温压和算术平均温压的关系。简述对数平均温压和算术平均温压的关系。当大温差与小温差之比大于0.92时，对数平均温压可以简化为算术平均温压。40. 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。 41. 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。 42. 分析再热蒸汽容易发生温度波动的原因。分析再热蒸汽容易发生温度波动的原因。由图1-2可知，再热蒸汽的平均比定压热容是cp,zr=2.4kJ/(kgK)，过热蒸汽的平均比定压热容是cp,zr=4.15kJ/(kgK);cp,zrcp,zr表示相同的吸热量扰动引起的过热蒸汽的温度波动幅度小于再热蒸汽的温度波动幅度，因此再热蒸汽容易发生较大幅度的温度波动，比如超温或者温度达不到额定值。 43. 简述使用反平衡法确定电站锅炉热效率的原因。简述使用反平衡法确定电站锅炉热效率的原因。(1)正平衡法要求实验期间锅炉负荷严格不变，在工程实践中实现实验期间锅炉负荷严格不变的难度很大。 (2)正平衡法要求精确确定燃料消耗量。对于大型锅炉(电站锅炉的蒸发量一般都在670t/h以上)精确确定燃料消耗量是比较困难的。 (3)反平衡法可以详细了解各项损失的构成、确定锅炉效率，而且不要求锅炉负荷严格不变。 44. 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：ABCD45. 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。 46. 分析回转式空气预热器的烟道入口没有安装在省煤器烟道正下方的原因。分析回转式空气预热器的烟道入口没有安装在省煤器烟道正下方的原因。(1)这种Z形转弯布置有利于吸收尾部烟道的垂直膨胀量。 (2)这种Z形转弯布置可以将烟气中的部分粒径较大的飞灰通过离心力分离下来形成沉降灰，这就减轻了空气预热器的堵灰。 47. 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。 48. 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：ABD49. 简述直流煤粉燃烧器一次风、二次风、三次风的风速范围。简述直流煤粉燃烧器一次风、二次风、三次风的风速范围。一次风速：无烟煤，2025m/s;贫煤，2030m/s;烟煤，2535m/s;褐煤，2540m/s; 二次风速：无烟煤，4055m/s;贫煤，4555m/s;烟煤，4060m/s;褐煤，4060m/s； 三次风速：无烟煤，5060m/s;贫煤，5560m/s;烟煤，3545m/s;褐煤，3545m/s。 50. 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。