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1、东北大学21春金属学与热处理基础离线作业1辅导答案1. 低NOx燃烧技术中，SOFA喷嘴的布置导致了炉膛高度大大增加。分析这种炉膛结构对锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度的影低NOx燃烧技术中，SOFA喷嘴的布置导致了炉膛高度大大增加。分析这种炉膛结构对锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度的影响。(1)炉膛高度的增加导致了水冷壁面积的增加。 (2)水冷壁面积的增加导致了水冷壁蒸发量的增加，即燃料的热量有较多的比例释放在水冷壁一侧。 (3)因此炉膛高度的增加可能导致主蒸汽、再热蒸汽温度达不到额定值。 (4)不能为了追求烟气中NOx浓度的尽可能低值导致锅炉性能参数达不到额定值。 (5)另外，固态排渣锅炉的炉膛温度较低，
2、低NOx燃烧技术要求主燃区过量空气系数小于1.0，燃烧不完全引起的气体和固体不完全燃烧损失q3、q4会有所增加。 考察NOx燃烧技术的优劣，要从火力发电厂总体经济性方面衡量，不能片面追求单一指标。 2. 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
3、=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 3. 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
4、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.
5、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()Pr2501.3453101.0693700.99
6、84300.9622601.2393201.0533800.9914400.9582701.1803301.0393900.9844500.9542801.1413401.0274000.9772901.1123501.0154100.9723001.0893601.0064200.967(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
7、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。 4. 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：ABCD5. 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Mq
8、b=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
9、，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。 6. 非合金钢按用途可分为( )。A.碳素结构钢B.碳素工
10、具钢C.普通质量非合金钢D.低碳钢参考答案：AB7. 简述直流锅炉启动系统的作用。简述直流锅炉启动系统的作用。(1)建立启动压力和流量，保证给水连续通过省煤器和水冷壁。 (2)回收锅炉启动期间排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽。 (3)在机组启动过程中实现锅炉各受热面之间以及锅炉与汽轮机时间工质参数的配合。 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. 比较固态排渣炉与液态排渣炉的主要热损失。比较固态排渣炉与液态排渣炉的主要热损
11、失。见下表。 固态、液态排渣炉主要热损失 分类 主要热损失 固态排渣炉 排烟损失q2，机械不完全损失q4 液态排渣炉 排烟损失q2，灰渣物理热损失q6 10. 简述超临界锅炉调节再热蒸汽温度的措施。简述超临界锅炉调节再热蒸汽温度的措施。(1)调解煤水比m。煤水比增加，再热蒸汽温度升高；降低煤水比，再热蒸汽温度降低。 (2)摆动燃烧器喷嘴。燃烧器喷嘴向上摆动，再热蒸汽温度升高；燃烧器喷嘴向下摆动，再热蒸汽温度降低。如果低温再热器是壁式再热器，调温效果比较明显；如果低温再热器布置在尾部烟道，再热蒸汽温度调节效果不明显。 (3)调整卫燃带。燃烧器区域增设卫燃带可以稳定燃烧，同时降低水冷壁的吸热比例，
12、提高再热器的吸热比例。降低水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量降低；提高再热器的吸热比例，再热蒸汽温度提高。燃烧器区域区去掉一部分卫燃带可以提高水冷壁的吸热比例，降低再热器的吸热比例。提高水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量增加；降低再热器的吸热比例，再热蒸汽温度降低。 (4)调解尾部烟道烟气挡板开度。增加低温再热器侧烟气挡板开度，流过低温再热器的烟气流量增加，低温再热器的吸热比例提高，再热蒸汽温度提高。减小低温再热器侧烟气挡板开度，流过低温再热器的烟气流量降低，低温再热器的吸热比例降低，再热蒸汽温度降低。 11. 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：B12.
13、 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。 13. 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：A14. 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：C15. 查阅相
14、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)。 16. 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：B17. 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：C18. 比较气流横向冲刷顺列光管管束的对流放热系数和回转式空气预热器中空气的对流换热系数。比较气流横向冲刷顺列光管管束的对流放热系数和回转式空气预热器中空气的对流换热系数。(1)气流横向冲刷顺列管束稳态强制对流换热 Nu=0.2CzCsRe0.65Pr0.33 (2)回转式空气预热器中空气的对流换热系数 Nu=0.03Re0.83Pr0.4 (3)Nu的定义 对回转式空气预热器
