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1、东北大学21秋金属学与热处理基础平时作业2-001答案参考1. 已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料为太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，燃烧器相对高度为0.315，在已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料为太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，燃烧器相对高度为0.315，在喷嘴向上、向下摆动20和不摆动的条件下，试计算火焰中心位置修正系数。A=0.56，B=0.5。喷嘴向上摆动20，x(20)=0.1，x(-20)=-0.1，x(0)=0。 喷嘴不摆动时，火焰中心位置修正系数 M=0.56-0.5(0.315+0)=0.4025 喷嘴向上摆动时 M=0.56-0.5(0.31
2、5+0.1)=0.3525 喷嘴向下摆动时 M=0.56-0.5(0.315-0.1)=0.4525结合炉膛出口烟气温度的计算公式可知，喷嘴上摆20，炉膛烟气出口温度升高；喷嘴下摆20，炉膛烟气出口温度降低。因此，摆动燃烧器喷嘴是直流煤粉燃烧器调节蒸汽温度的方法之一。 2. 分析随着锅炉容量增加，高压加热器蒸汽温度提高的原因。分析随着锅炉容量增加，高压加热器蒸汽温度提高的原因。(1)锅炉的容量越大(即蒸汽流量D越大)，水蒸气的压力越高，对应的水的饱和温度以及给水温度就越高。 (2)为了维持较高的给水温度，必须提高高压加热器的热源温度，即提高高压缸抽汽的压力，如图1-1所示。 3. 采用热线风速
3、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=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
4、.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 4. 进行疲劳试验时，试样承受的载荷为( )。A.静载荷B.冲击载荷C.循环载荷参考答案：C5. 钢的热处理工艺曲线包括哪几个阶段?( )A、加热B、保温C、冷却D、充气参考答案：ABC6. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%，已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=
5、1.792m，壁厚=0.145m。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19.0MPa。汽包的金属质量为Mqb=167674kg，汽包中水的质量为Mw=3915kg，汽包钢材的比热容为0.46kJ/(kgK)。假定汽包压力在运行中突然下降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18.5MPa饱和水的焓h2=1753.99kJ/kg，饱和温度t2=359.26，19.0MPa饱和水的焓h1=1776.89kJ/kg，饱和温度t1=361.47。 (1)饱和水闪蒸敢出的热量 Q1=Mw(
6、h1-h2)=287987(kJ) 查饱和水性质表，18.5MPa饱和水的汽化潜热r=2488.41-1753.99=734.42kJ/kg。 假定汽包金属的一半质量参与了降温过程，降温幅度为 t=361.47-359.26=2.21() (2)金属的吸热量 (3)闪蒸的水量 (1)1025t/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276.1kg，相当于原始水量的2.20%。 (2)1025t/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
7、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，因此当锅炉降低负荷需要降低压力时，一次性降低压力的幅度不能太大。 (4)将400、670、1025t/h锅炉的计算结果汇总于下表。由下表可知，随着锅炉容量的增加，汽包质量(Mqb)越来越大；汽包中的水的质量(Ms)越来越大；从正常水位到发生缺水事故所需的时间(tgs)基本上在1min左右；从正常水位到发生满水事故所需的时间(tms)在4678s之间，汽包锅炉对于缺水的敏感性远远高于对满水事故的敏感性。当汽包压力突然降低时(比如汽轮机负荷突然增加时)，随着锅炉容量的增加，饱和水的蒸发(闪蒸)引起的温度降低幅度(
8、t)越来越小，闪蒸引起的水的蒸发量(Msz)越来越大，闪蒸水量占汽包中原有水的质量的百分数(sz)越来越大。 不同容量的汽包锅炉的汽包特性 D(t/h) Mqb(kg) Ms(kg) tqs(s) tms(min) Msz(kg) sz(%) t() 400 48353 7325 66 46 94.1 1.23 3.61 670 95365 12576 68 78 174.2 1.39 2.78 1025 167674 13588 73 73 276.1 2.2 2.21 7. 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
9、)，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)计算炉膛出口平均截面积 (4)
10、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。 8. 分析自然循环锅炉循环回路的自补偿特性的变化规律。分析自然循环锅炉循环回路的自补偿特性的变化规律。(1)随着锅炉负荷的提高，炉膛的温度有所提高，水冷壁的吸热量增加，水冷壁中汽水混合物的蒸汽份额增加，下降管和水冷壁组成的上升管之间的密度差增加，自然循环水动力增加，在这个锅炉负荷变化阶段，循环流速随着
11、锅炉负荷的提高而逐渐提高，这种性质称为自然循环的水动力特性。 (2)如果锅炉炉膛的热负荷继续提高，由于水冷壁中的汽水混合物中蒸汽份额的继续提高，汽水混合物的容积流量会大大增加，汽水混合物的流速也会大大增加，此时汽水混合物的流动阻力与流速的平方成正比，即汽水混合物的流动阻力增加速度超过了炉膛热负荷的增加速度，水冷壁的循环流速随着锅炉负荷的继续提高而降低。在这个负荷变化阶段中，自然循环锅炉不具备自补偿特性。 (3)自然循环锅炉要进行水动力校核计算，保证锅炉在全负荷范围内工作在自补偿特性区间内。 9. 钢球磨煤机最佳通风量计算。 已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉配有4台MG350/600
12、型磨煤机，当地大气钢球磨煤机最佳通风量计算。已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉配有4台MG350/600型磨煤机，当地大气压力p=100kPa。BRL工况时的燃料消耗量B=125.11t/h，理论空气量为Vo=5.69m3/kg(标准状态下)。燃煤的Vdaf=14.88%，Qar,net=23920kj/kg。试计算每台磨煤机的最佳通风量并对计算结果进行分析与讨论。(1)筒体长度L=6.0m，筒体内径D=3.5m，容积V=57.70m3，工作转速n=17.57r/min，最大装球量59t，充填率=0.209，功率1000kW。护甲形状系数kap=1.0，护甲和钢球磨损使出力降低的修正
13、系数kjd=0.9，燃料可磨性修正系数kgr=1.0。可得磨煤机的最佳通风量，见下表。 MG350/600型钢球磨煤机的最佳通风量 1 转速 n r/min 已知 17.57 2 简体内径 D m 已知 3.5 3 简体容积 V m3 已知 57.7 4 煤的可磨系数 Kkm 已知 1.488 5 煤粉细度 R90 % 假设 6.2 6 填充率 已知 0.209 7 当地大气压 pa kPa 已知 100.0 8 最佳通风量 Qv,opt m3/h 式(4-4) 87494 80154 锅炉BRL工况所需的通风量见下表。 锅炉BRL工况所需的空气量 1 过量空气系数 优质贫煤 1.1 2 燃料消耗量 B t/h 已知 125.11 3 理论空气量 Vo m3/kg(标准状态下) 已知 5.69 4 锅炉燃烧所需空气量 VL m3/h 1000BVo 783063 5 一次风率 r1 % 4Qv,opt/VL 40.94(1)对于贫煤、热风送粉制粉系统，一次风率的推荐值为20%25%，而计算结果比推荐值大得多。因此，锅炉运行的实际通风量低于磨煤机的最佳通风量。 (2)根据一次风率的推荐值的平均值22.5%与计算值40.94%的比值0.55得到实际通风量对磨煤机出力的影响系数kv=0.787。 10. 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
