《东北大学21秋《金属学与热处理基础》在线作业二满分答案51》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东北大学21秋《金属学与热处理基础》在线作业二满分答案51（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、东北大学21秋金属学与热处理基础在线作业二满分答案1. 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2. 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/(molK)，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/(molK)，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
2、比表面积 氧气浓度 火床炉(层燃炉)的反应温度，T=12731373K。 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/(cm2sMPa) E(kJ/mol) Wmol/(m3s) 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850950(11231223K)。 煤的比表面
3、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/(cm2sMPa) E(kJ/mol) Wmol/(m3s) 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14001500(16731773K)。 煤的比表面积 氧气浓度 碳粒的反应速率 (5-
4、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/(cm2sMPa) E( kJ/mol) Wmol/(m3s) 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
5、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
6、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。 3. 有一制冷剂为氨且制冷能力为104kJ的压缩机，在下列条件下工作：蒸发温度为一15，冷凝温度为25，过有一制冷剂为氨且制冷能力为104kJ的压缩机，在下列条件下工作：蒸发温度为一15，冷凝温度为25，过冷度为5。假设压缩机吸入的是干饱和蒸气，试计算：(1)制冷剂循环速率；(2)压缩机理论功率；(3)制冷系数。并将以上结果与不过冷情况比较，说明什么问题?正确答案：(1)制冷剂的循环量为897kgh；(2)压缩机
7、功率为1794kJh；(3)制冷系数为558。rn 过冷情况: (1)制冷剂的循环量为855kgh；(2)压缩机功率为1710kJh；(3)制冷系数为585。 rn 与不过冷相比相同冷冻量下过冷所用制冷剂循环量较少压缩机功耗低循环制冷系数高。实际应用中抽出一部分制冷量来对制冷剂过冷可以提高制冷效率。(1)制冷剂的循环量为897kgh；(2)压缩机功率为1794kJh；(3)制冷系数为558。过冷情况:(1)制冷剂的循环量为855kgh；(2)压缩机功率为1710kJh；(3)制冷系数为585。与不过冷相比,相同冷冻量下,过冷所用制冷剂循环量较少,压缩机功耗低,循环制冷系数高。实际应用中,抽出一
8、部分制冷量来对制冷剂过冷,可以提高制冷效率。4. 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
9、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。5. 用PR方程计算甲烷(1)-乙烷(2)一丙烷(3)一正丁烷(4)一丙烯(5)等摩尔液体混合物在P=3MPa下的泡点温用PR方程计算甲烷(1)-乙烷(2)一丙烷(3)一正丁
10、烷(4)一丙烯(5)等摩尔液体混合物在P=3MPa下的泡点温度和气相组成。正确答案：T=25778Ky1=07822y2=01310y2=00354y4=00098y5=00416T=25778K,y1=07822,y2=01310,y2=00354,y4=00098,y5=004166. 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Re。C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5
11、00为层流(雷诺数中特征长度用水力半径R。参考答案：ABCD7. 简述回转式空气预热器的受热面积按照蓄热板两侧面积之和计算的原因。简述回转式空气预热器的受热面积按照蓄热板两侧面积之和计算的原因。因为回转式空气预热器的烟气或空气同时与蓄热板两侧的受热面积进行换热，所以回转式空气预热器的受热面积按照蓄热板两侧面积之和计算。8. 分析燃烧煤需要的理论空气量煤的发热量与元素分析之间的换算关系。分析燃烧煤需要的理论空气量煤的发热量与元素分析之间的换算关系。由式 Vo=(1.866Car+5.55Har+0.7Sar-0.7Oar)/21m3/kg(标准状态下) (1)碳元素、氢元素、硫元素含量越高，氧元
12、素含量越低，燃烧煤需要的理论空气量越高。实际上这些结论类似于煤的发热量计算公式，因此，煤的发热量越高，理论空气量就越高。 (2)重油、渣油等液体燃料的发热量远远高于普通煤的发热量，因此重油、渣油的理论空气量大于煤的理论空气量。 9. 机械结构用钢按用途和热处理的特点可分为( )。A.合金渗碳钢B.合金调质钢C.合金弹簧钢D.超高强度钢参考答案：ABCD10. 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。11. 如坯料高度于直径之比
13、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：B12. 简述直流锅炉蒸汽温度的调节特点。简述直流锅炉蒸汽温度的调节特点。通过控制煤水比调节中间点温度，进而调节蒸汽温度。 (1)锅炉升负荷时，首先少量增加给水量，然后按照比例增加燃料量，用过热器喷水量微调过热蒸汽出口温度，稳定以后，重复上述过程直到新的运行负荷。 (2)锅炉降负荷时，首先微微减少燃料量，再按比例减少给水量，辅以减温水细调过热蒸汽温度，稳定后，重复上述过程直到新的负荷工况下。 13. 常用的合金铸铁有( )。A.抗磨铸铁B.耐热铸铁C.耐腐蚀铸铁D.球墨铸铁参考答案：ABC14. 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.
