东北大学21秋《金属学与热处理基础》作业三满分答案1. 间隙固溶体只能为有限固溶体,置换固溶体可以是无限固溶体 )A.错误B.正确参考答案:B2. 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:A3. 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:A4. 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:ACD5. 工业上广泛应用的铜合金按化学成分的不同分为哪几种?( )A、黄铜B、青铜C、白铜D、合金铜参考答案:ABC6. 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-30~40℃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7. 假设过量空气系数,渣油的过量空气系数α=1.02计算气体燃料的空燃比假设过量空气系数,渣油的过量空气系数α=1.02计算气体燃料的空燃比已知理论空气量,则理论空燃比 S0=1.293Vo/ρkg/kg (5-16) 设过量空气系数为α,则锅炉燃烧过程中的实际空燃比 S=1.293αVo/ρkg/kg (5-17) 气体燃料的平均摩尔质量 mW=∑iMWixikg/kmol (5-18) 气体燃料的密度 将已知条件以及我国部分气体燃料的理论空气量表的数据代入式(5-16)~式(5-18)得到下表。
国内部分气体燃料的理论与实际空燃比 序号 重油产地 Vo[m3/m3 (标准状态下)] Qar,net(kJ/m3) S0(kg/kg) α S(kg/kg) 1 气田煤气 9.49 35600 16.74 1.02 17.08 2 油田煤气 10.33 38270 15.70 1.02 16.01 3 液化石油气 20.24 104670 15.84 1.02 16.16 4 高炉煤气 0.77 3678 0.76 1.02 0.78 5 发生炉煤气 1.18 5650 1.33 1.02 1.35(1)气体燃料的理论空燃比变化范围是0.76~16.74,发热量越高,理论空燃比越高 (2)气体燃料的实际空燃比大约在0.78~17.08之间,发热量越高,实际空燃比越高 (3)在发热量接近的条件下,气体燃料的空燃比大于液体燃料的空燃比 8. 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:B9. 渗碳体为( )晶格。
A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.复杂参考答案:D10. 假定煤的颗粒密度为2700kg/m3,碳粒与氧气之间的反应为一级反应已知通用气体常数R=8.314J/(mol·K),根据燃煤假定煤的颗粒密度为2700kg/m3,碳粒与氧气之间的反应为一级反应已知通用气体常数R=8.314J/(mol·K),根据燃煤活化能及频率因子表提供的数据估算无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤的燃烧反应速率以1.0kg煤为计算基准 (1)对于火床炉煤块平均直径约为8mm 煤的比表面积 氧气浓度 火床炉(层燃炉)的反应温度,T=1273~1373K 碳粒的反应速率 (5-2) 将已知条件代入式(5-3)并将氧气浓度折算到燃烧温度下,得到计算结果见下表 层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比 煤种 k0 [g/(cm2·s·MPa)] E(kJ/mol) W[mol/(m3·s)] 1273K 1373K 无烟煤 96.83 85.212 44 42 贫煤 12.61 55.098 6 5 烟煤 7.89 45.452 4 3 褐煤 5.31 38.911 2 2 (2)对于循环流化床锅炉 燃烧中的煤粒平均直径约为1.0mm,反应温度为850~950℃(1123~1223K)。
煤的比表面积 氧气浓度 碳粒的反应速率 (5-2) 将已知条件代入式(5-3)并将氧气浓度折算到燃烧温度下,得到计算结果如下表所示 层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比 煤种 k0 [g/(cm2·s·MPa)] E(kJ/mol) W[mol/(m3·s)] 1123K 1223K 无烟煤 96.83 85.212 391 365 贫煤 12.61 55.098 51 48 烟煤 7.89 45.452 32 30 褐煤 5.31 38.911 22 20 (3)对于煤粉锅炉 燃烧中的煤粉颗粒平均直径约为0.07mm,反应温度为1400~1500℃(1673~1773K) 煤的比表面积 氧气浓度 碳粒的反应速率 (5-3) 将已知条件代入式(5-3)并将氧气浓度折算到燃烧温度下,得到计算结果如下表所示。
层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比 煤种 k0 [g/(cm2·s·MPa)] E( kJ/mol) W[mol/(m3·s)] 1673K 1773K 无烟煤 96.83 85.212 4018 3823 贫煤 12.61 55.098 524 499 烟煤 7.89 45.452 328 312 褐煤 5.31 38.911 221 210(1)从层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比表可知,层燃锅炉的块状煤的燃烧过程,无烟煤燃烧反应速率最快,因此层燃锅炉比较适合于燃烧块状无烟煤 (2)从层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比表可知,循环流化床锅炉的粒状煤的燃烧反应速率约是层燃炉燃烧反应速率的8.85倍原因是煤粒直径下降,比表面积增加实际上循环流化床锅炉的燃烧反应温度低于火床锅炉(层燃炉) (3)由于循环流化床锅炉的燃烧速率比较快,所以循环流化床锅炉的容量可以做的比层燃炉大事实上,国内已经投入商业运行的循环流化床锅炉的最大容量已经达到1025t/h,而层燃炉的最大容量基本上就在35t/h左右。
(4)从层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比表可知,煤粉锅炉的燃烧速率约为循环流化床锅炉燃烧速率的10.4倍,因此煤粉锅炉可以将容量做得很大目前世界上投入商业运行的最大煤粉锅炉的容量为4400t/h (5)本题的计算过程假定碳粒表面的烟气浓度就是空气中的氧气浓度对煤粉炉而言是近似的,因为煤粉炉的碳粒燃烧处于扩散燃烧状态,碳粒表面只有一氧化碳尽管如此,上述结论在趋势上仍然是客观、可信的 11. 简述辐射式受热面和对流式受热面的器温特性简述辐射式受热面和对流式受热面的器温特性辐射式受热面,汽温随着锅炉热负荷的提高而降低;对流式受热面,汽温随着锅炉热负荷的提高而升高12. 已知某台1025t/h锅炉的省煤器结构如下:尺寸φ51×6,横向节距s1=142mm,s2=104mm,计算锅炉省煤器的有效辐射层厚已知某台1025t/h锅炉的省煤器结构如下:尺寸φ51×6,横向节距s1=142mm,s2=104mm,计算锅炉省煤器的有效辐射层厚度判断是否适用于光管管束: 可得 (1)本题计算的1025t/h锅炉省煤器的有效辐射层厚度为0.251m,高温过热器的有效辐射层厚度为0.194m,与高温过热器相比,横向节距降低,导致了有效辐射层厚度的降低,因此,排列越密集的屏,有效辐射层厚度越小。
(2)根据黑度计算公式a=1-exp(-kps)可知,有效辐射层厚度s越小,黑度越小,烟气的辐射能力越低,即受热面从辐射换热为主转化成对流换热为主 13. 钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊 )A、错误B、正确参考答案:B14. 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:B15. 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 16. 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 17. 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300~600MW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 18. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温再热器烟气入口温度为θ1=886℃,烟气出口温度为θ2=811℃片数n=58,直径φ60×4已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温再热器烟气入口温度为θ1=886℃,烟气出口温度为θ2=811℃。
片数n=58,直径φ60×4炉膛烟气量为7.3205m3/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,高温再热器高度hgw-zr=12.0m试计算高温再热器的平均烟气流速1)计算高温再热器所在烟道的流通截面积 F=(a-nd)hgw-zr=118.3(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锅炉高温再热器的烟气平均流速为8.84m/s,比中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. 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 20. 已知钢球磨煤机的最佳钢球充满系数ψzj=0.12/(n/nlj)1.75,最佳转速与临界转速之间的关系为nzj/nlj=0.74~0.8已知钢球磨煤机的最佳钢球充满系数ψzj=0.12/(n/nlj)1.75,最佳转速与临界转速之间的关系为nzj/nlj=0.74~0.8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=0.74~0.8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 ψzj nzj/nij ψzj 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. 可锻铸铁中石墨是( )A、大片状B、团絮状C、球状D、蠕虫状参考答案:B22. 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(℃)u×10-6[kg/(m·s)]cp[kJ/(kg·K)]λ×10-3[W/(m·K)]t(℃)u×10-6[kg/(m·s)]cp[kJ/(kg·K)]λ×10-3[W/(m·K)]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(℃)Pr2501.3453101.0693700.9984300.9622601.2393201.0533800.9914400.9582701.1803301.0393900.9844500.9542801.1413401.0274000.977 2901.1123501.0154100.972 3001.0893601.0064200.967 (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 23. 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 ηrs=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 24. 简述炉膛设置折焰角的作用简述炉膛设置折焰角的作用①使火焰充满度更好;②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25. 洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同,常用标尺有( )A.AB.BC.CD.D参考答案:ABC26. 简述回转式空气预热器发生热变形的原因简述回转式空气预热器发生热变形的原因回转式空气预热器热烟气从上向下流动,冷空气从下向上流动因此热态运行的空气预热器必然会发生上端膨胀量大于下端的现象,这就是回转式空气预热器的热变形27. 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:A28. 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29. 已知某电厂超临界压力600MW汽轮机的BRL工况的过热蒸汽流量D1=1785t/h,再热蒸汽流量为D2=1484t/h计算汽轮机已知某电厂超临界压力600MW汽轮机的BRL工况的过热蒸汽流量D1=1785t/h,再热蒸汽流量为D2=1484t/h计算汽轮机的汽耗率汽耗率 600MW超临界压力汽轮机机组的汽耗率约为2975g/(kW·h),300MW亚临界压力汽轮机机组的汽耗率约为3117g/(kW·h) (2)汽轮机的汽耗率越低,汽轮机的效率越高,因此应当大规模安装超临界火力发电机组 (3)因为不同容量的机组,汽轮机主蒸汽的压力、温度不相同,主蒸汽的焓也不同,因此汽耗率的数值高低只具有相对比较意义 30. 已知磨损系数a=14×10-9mm·s3/(g·h),飞灰浓度不均匀系数ku=1.0,烟气速度场不均匀系数kw=1.0,管束计算断面出已知磨损系数a=14×10-9mm·s3/(g·h),飞灰浓度不均匀系数ku=1.0,烟气速度场不均匀系数kw=1.0,管束计算断面出的烟气飞灰浓度u(g/m3)管束间最窄处烟气流速ω=11.5m/s,运行时间τ=28000h,锅炉额定负荷时烟气流速与平均运行负荷时的烟气流速之比kD=1.15,碳钢管的抗磨系数M=1.0,灰粒碰撞管壁的频率因子η=0.15。
横向节距s1=142mm,管径d=51mm灰粒碰撞管壁的频率因子η=0.15,计算燃烧贫煤的锅炉省煤器管壁的最大磨损厚度并对计算结果进行分析与讨论对于贫煤有 R90=2+0.5×1.1×Vdaf% (8-6) 将数据代入式(8-6)得到R90的数值管壁的最大磨损厚度为 (8-7) 将已知条件和无烟煤燃烧在省煤器出口处的飞灰浓度表的数据带入式(8-7),得到下表 燃烧贫煤的锅炉省煤器烟气走廊处管子的磨损速度(运行28000h) 序号 煤种 Vdaf(%) R90(%) u(kg/kg) ρ(kg/m3) u(g/m3) Emax(um) 1 西山贫煤 15 10.25 0.0134 0.4566 6.127 44.0 2 淄博贫煤 13 9.15 0.0156 0.4566 7.138 47.5 3 芙蓉贫煤 13.3 9.315 0.0167 0.4566 7.641 51.4(1)假定锅炉每年运行7000h,运行4年以后,燃烧贫煤的锅炉省煤器的最大磨损厚度在44~51.4um之间。
(2)如果存在烟气走廊,则烟气流速会大大提高根据式(8-7),最大磨损量与烟气流速的3.3次幂成正比因此要在省煤器区域回避烟气走廊或者增设防磨装置 31. 根据省煤器出口水温查阅各种压力下省煤器中的出口水焓,分析其结果根据省煤器出口水温查阅各种压力下省煤器中的出口水焓,分析其结果下表所示我不同压力下省煤器出口水温、压力与出口水焓 省煤器出口水温、压力与出口水焓 蒸汽压力 (MPa) 给水温度(℃) 给水焓(kJ/kg) 省煤器出口水温(℃) 省煤器出口水焓(kJ/kg) 饱和温度(℃) 9.9 215 923.53 256 1114.6 318.08 13.8 235 1016.08 285 1258.18 344.79 17.7 265 1157.81 304 1355.98 363.63 25.4 286 1259.42 366 1738 384.4(1)压力越高的锅炉蒸发吸热量在工质总吸热量中的比例越小,因此,必须提高省煤器出口水温,以便使水冷壁的吸热量能产生足量的蒸汽。
(2)临界压力以下的锅炉,省煤器出口水温按照距离饱和温度60℃的原则确定 (3)超临界压力锅炉的省煤器出口水温按照比拟临界温度对应的焓小380kJ/kg确定 32. 关于雷诺试验及其结论,以下说法正确的是( )A根据雷诺试验的成果,液体存在层流和紊流两种流态B液体流态的判别采用无量纲数雷诺数ReC对于圆管,当Re大于临界雷诺数2000时为紊流,小于临界雷诺数2000为层流(雷诺数中特征长度用圆管直径dD对于明渠,当Re大于临界雷诺数500时为紊流,小于临界雷诺数500为层流(雷诺数中特征长度用水力半径R参考答案:ABCD33. 下列是热固性塑料的是( )A、电玉B、聚乙烯C、聚丙烯D、氟塑料参考答案:A34. 只要系统经过绝热过程,其熵就不会发生变化只要系统经过绝热过程,其熵就不会发生变化此题为判断题(对,错)正确答案:×绝热不可逆过程熵增加35. 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:ABCD36. 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:ABCD37. 铸铁的石墨化就是指从铸铁中结晶析出石墨的过程。
)A、错误B、正确参考答案:B38. 分析中速磨煤机的冲刷磨损指数适用范围分析中速磨煤机的冲刷磨损指数适用范围1.2<Ke<2.0的煤,MPS,MBF磨煤机;Ke<1.2的煤,HP,RP磨煤机;磨损性很强的煤,Ke>2.0,使用钢球磨煤机;损性很弱的煤;Ke<1.0的煤使用风扇磨煤机39. 纯铁在780℃时为面心立方结构的γ-Fe )A.错误B.正确参考答案:A40. ( )是测量流速的仪器A.毕托管B文丘里流量计C浮子法D旋浆流速仪参考答案:ACD41. 合金钢按主要质量等级可分为( )A.优质合金钢B.普通合金钢C.特殊质量合金钢D.工程用合金钢参考答案:AC42. 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:B43. 我国建设风电场时,一般要求在当地连续测风( )以上A、3个月;B、6个月;C、3年;D、1年参考答案:D44. 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:A45. 试用PR方程计算360K异丁烷饱和蒸汽的焓和熵已知360K和0.1MPa时Hig=18115J/mol,Sig=295.98 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0.1MPa时Hig=18115J/mol,Sig=295.98 J/(mol.K)正确答案:异丁烷的Tc=408.1KPc=3.648MPaω=0.176\r\n 从Antoine方程可以计算终态压力计算得P=Ps=1.4615MPa(饱和蒸汽压也可以直接用状态方程计算)\r\n\r\n 由热力学性质计算软件得到T=360K和P=1.4615MPa的蒸气的标准偏离焓和标准偏离熵即可容易计算出结果\r\n 得 H≈15758 J/molS≈269.1 J/(mol.K)异丁烷的Tc=408.1K,Pc=3.648MPa,ω=0.176从Antoine方程可以计算终态压力,计算得P=Ps=1.4615MPa(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=1.4615MPa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H≈15758J/mol,S≈269.1J/(mol.K)46. 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 47. 分析再热器不宜使用喷水减温的方式进行调温的原因分析再热器不宜使用喷水减温的方式进行调温的原因再热器的工作压力比较低,如果用喷水减温方式对再热器进行调温,会增加再热循环的蒸汽流量,即增加了低压蒸汽循环的份额,从而在总体上降低实际水蒸气热力循环的效率表现为电厂净效率的下降,所以再热器不宜使用喷水减温的方式进行调温48. 已知一直径d=1mm的铜导线,其电阻值α=0.019Ω·mm2/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α=0.019Ω·mm2/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 对导线的任一微元段dx建立热平衡,可得: (1) 由文献[1]的附录7以及金属材料物性表可以查得,纯铜导线的比热容cP=384J/(kg·K),密度ρ=8954kg/m3,式中P表示周长,Ac表示横截面积,tf表示空气温度,h表示导线的表面传热系数 θ=t-tf,则式(1)可以简化为: 当导线刚通电瞬时τ=0,θ=t-tf=0,则温度变化率为: 49. 压力体由( )围成A.压力面B.受压曲面C.自由液面D.过受压面周界的铅垂平面参考答案:BCD50. 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α<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α<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 51. 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:ABCDE52. 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α1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 53. 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:B54. 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55. 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/(m2·K),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/(m2·K),管外侧制冷剂的换热表面传热系数为h2=1800w/(m2·K),已知换热管子壁厚为δ=1.5mm,管内径为50mm管子材料的导热系数为λ=383W/(m·K)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δ<<d,可以将其按平壁处理,依据题目提供的条件,可以利用式Φ=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+Rλ+Rh2=6.75×10-4m2·K/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 56. 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:A57. 铁碳合金相图上的共晶线是( )A.ECF线B.ACD线C.PSK线参考答案:A58. 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=7000×542=3794000(t/a) (2)该300MW汽轮机组每年运行7000h需要的冷却水量 mlqs=50Mnjs=1.879×108(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。
59. 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φ51×6,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-0.051×4)=104.5(m2) (2)计算炉膛垂直出口烟气面积 F2=(a-4×0.051)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。
60. 熔炼铁液时加溶剂作用是催化剂 )A、错误B、正确参考答案:A。