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1、东北大学21春金属学与热处理基础在线作业一满分答案1. 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。2. 简述锅炉的外部扰动宇内部扰动。简述锅炉的外部扰动宇内部扰动。(1)外部扰动：负荷变化。 (2)内部扰动：燃料量、燃料特性、锅炉漏风、受热面积灰等。 3. 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
2、.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、) (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。 4. 分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。(1)无烟煤(飞灰含碳量12%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、烟煤与褐煤的污染系数=0.45。 (2)无烟煤(飞灰含碳量12%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、污染系数=0.35。
4、(3)耐火涂料型卫燃带=0.20。 (4)耐火砖型卫燃带=0.10。 污染系数小表示水冷壁的吸热能力降低，燃烧无烟煤、贫煤的锅炉，飞灰含碳量低表示在煤粉颗粒在炉膛内的燃尽度高，理论燃烧温度高，炉膛内的烟气温度高，有更多的飞灰颗粒被融化、粘附在水冷壁表面上，沾污层厚度较大。水冷壁的导热热阻增加，吸热能力降低，因此污染系数较小。 耐火涂料厚度小于耐火砖厚度，因此耐火涂料的导热热阻小于耐火砖的导热热阻，覆盖了耐火涂料的水冷壁的污染系数较大。 5. 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：A6. 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
5、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。 7. 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：B8. 分析自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化的原因。分析自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化的原因。自然循环锅炉的循环倍率一般都大于4。水冷壁中流动的是汽水混合物，而且以水为主。水的流动和蒸发保证了管壁的冷却效果；热负荷高的水冷壁由于自然循环的自补偿作用而增加了水冷壁管内的质量流速。因
6、此自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化。9. 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
7、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。 10. 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
8、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：ABCD11. 下列三种材料，( )最适合制造冷压冲件。A.08F钢B.70钢C.45钢参考答案：A12. 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
9、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。 13. 恒定总流能量方程的应用条件有( )。A.水流必须是恒定流，不可压缩液体，即密度等于常数B.作用在液体上的质量力只有重力C.所取的两个过水断面应符合渐变流条件，这样在计算断面上各点测压管水头为常数。但是两个断面之间的水流可以是急变流，这对于建立能量方程没有影响D.两个过水断面之间流量保持不变，即沿程无流量的汇入或分出。参考答案：ABCD14. 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
10、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，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。 15. 简述蒸汽温度的烟气侧调节和蒸
11、汽侧调节的区别。简述蒸汽温度的烟气侧调节和蒸汽侧调节的区别。(1)烟气侧调节不会影响机组循环效率是一种粗调蒸汽温度的措施。 (2)蒸汽侧调节会影响机组的循环效率是一种精细调节蒸汽温度的措施。 16. 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。 17. 通常不需要型芯和浇注系统即可获得空心旋转体铸件的铸造方法是( )。A
12、、熔模铸造B、压力铸造C、金属型铸造D、离心铸造参考答案：A18. 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=
13、(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。 19. 分析汽包锅炉和直流锅炉的负荷调节特点的区别。分析汽包锅炉和直流锅炉的负荷调节特点的区别。汽包锅炉的负荷调节分为两步：调整燃料量稳定汽压；调解给水流量调节汽包水位。由于汽包
14、锅炉的负荷、蒸汽压力、温度调整速度比较缓慢，所以控制系统的精度和自动化程度要求较低，甚至可以直接依靠手动操作实现负荷的调整。 直流锅炉负荷调节只有一步：调节合适的水煤比。由于直流锅炉依靠水煤比调节锅炉负荷、蒸汽压力、温度，因此，直流锅炉对于调节精度和灵敏度要求较高，直流锅炉的控制系统都比较复杂、先进。 20. 铁碳合金相图上的PSK线，用代号( )表示。A.A1B.AcmC.A3参考答案：A21. 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：B22. 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
