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1、东北大学21秋金属学与热处理基础在线作业一答案参考1. 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
2、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。
3、 2. 绘制锅炉的焓压图，分析各种压力等级锅炉的受热面吸热量特性。绘制锅炉的焓压图，分析各种压力等级锅炉的受热面吸热量特性。(1)饱和水与饱和蒸汽的焓与压力的关系见图15-1； (2)各种压力等级的锅炉工质焓与压力的关系见图15-2。 (1)焓压图上某一个压力下，饱和蒸汽线与饱和水线之差基本上就是单位质量工质在水冷壁的吸热量。由图15-1中饱和水与饱和蒸汽的焓与压力的关系可知，临界压力以下的锅炉压力越高，蒸发同样数量的工质的吸热量越小。因此，要提高锅炉容量，必须提高锅炉蒸汽的压力。 (2)由图15-1可知，饱和水蒸气的焓随着压力的提高首先快速提高，约在2.4MPa到达顶点后，开始随着压力的继续
4、提高逐渐降低，在接近临界压力的区域(21.2MPa以上压力)，饱和蒸汽焓快速降低，在临界压力达到最小值2085.9kJ/kg。 (3)由图15-1可知，饱和水的焓随着压力的提高单调上升。01.3MPa，饱和水焓随着压力提高快速上升；1.321.2MPa，饱和水焓随着压力提高缓慢上升；在接近临界压力的区域(21.2MPa以上压力)，饱和水焓随着压力提高快速上升；在临界压力达到最大值2085.9kj/kg。 (4)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，给水加热吸热比例逐渐提高。 (5)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，临界压力以下锅炉的饱和水蒸发吸热比例(基本上就是水冷壁吸热比例)逐渐降低，当
5、锅炉压力提高到直到临界压力时，饱和水蒸发吸热比例降低为0，超临界锅炉的水冷壁蒸发吸热量为0。此时给水的一部分加热热量由水冷壁完成，过热蒸汽的一部分吸热量也由水冷壁完成。因此超临界锅炉的水冷壁就是省煤器和过热器的一部分。 (6)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，过热蒸汽吸热比例逐渐升高，超临界锅炉的过热蒸汽吸热比例超过50%，所以会将过热器的尽可能多地布置在炉膛中。 (7)由图15-2可知，随着锅炉压力(超高压及其以上压力)的提高，再热蒸汽吸热比例也小幅度提高。 (8)基于图15-2的分析，不同压力、容量的锅炉，受热面有着不同的吸热特性。因此，不同压力、容量的锅炉受热面布置和锅炉结构特点有较
6、大区别。 3. 可锻铸铁应理解为( )。A、锻造成形的铸铁B、可以锻造的铸铁C、具有较高的塑性和韧性的铸铁D、上述说法都不对参考答案：D4. 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()u1
7、0-6kg/(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 0.8
8、23 270 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
9、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。 5. 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6. 气焊中焊接火焰有哪几种形式?( )A、中性焰B、氧化焰C、氮化焰D、碳化焰参考答案：ABD7. 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
10、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 7
11、62.7 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 1066.4 126
12、7.4 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
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
