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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. 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)25017.513.91050.936022.612.44
2、755.026018.003.47150.437023.052.41855.927018.483.21250.338023.502.39356.828018.953.03250.339023.942.37357.729019.422.89750.640024.372.35558.730019.892.78950.941024.812.34159.731020.352.70351.442025.242.32860.832020.812.63152.043025.672.31861.833021.262.57252.744026.102.31062.934021.722.52353.445026.
3、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()Pr2501.3453101.0693700.9984300.9622601.2393201.0533800.9914400.9582701.1803301.0393900.9844500.9542801.1413401.0274000.9772901.1123501.0154100.9723001.0893601.0064200.967(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
4、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。 2. 亚共析钢的淬火加热温度应选择在( )。A.Ac1+3050B.Acm以上C.Ac3+3050参考答案：C3. 根据过量空气系数与氧气浓度的关系表数据计算锅炉空气预热器烟气出口处的空气焓和烟气焓。根据过量空气系数与氧气浓度的关系表数据计算锅炉空气预热器烟
5、气出口处的空气焓和烟气焓。假设空气预热器烟气出口处的过量空气系数：无烟煤，1.38；贫煤，1.31;烟煤，1.28;洗中煤，1.39;褐煤，1.41。飞灰份额afh=0.95 理论空气焓 Hko=Vo(ct)kkJ/kg 实际空气焓 Hk=Vo(ct)kkJ/kg 理论烟气焓 Hyo=VRO2(c)RO2+VN2o(c)N2+VH2Oo(c)H2OkJ/kg 飞灰焓 烟气焓 Hy=Hyo+(-1)Hko+HfhkJ/kg 按照烟气成分分类 烟气中氧气的焓 HO2o=VO2(ct)O2=0.21(-1)Vo(c)O2kJ/kg 烟气中氮气的焓 HN2=HN2o+0.79(-1)Vo(C)N2kJ
6、/kg 烟气中水蒸气的焓 HH2O=HH2Oo+0.0161(-1)Vo(c)H2OkJ/kg 三原子气体焓 HRO2=VRO2(c)RO2kJ/kg 烟气焓 Hy=HO2+HN2+HH2O+HRO2+HfhkJ/kg 将已知条件代入上述各式，计算结果见下表。 国内主要动力煤的烟气焓(空气预热器烟气出口处)(kJ/kg) 序号 煤种 HN2 HRO2 HH2O HO2 Hfh Hy 1 京西无烟煤 1276 311 84 95 25 1791 2 阳泉无烟煤 1359 317 114 102 21 1912 3 焦作无烟煤 1273 303 101 95 23 1795 4 萍乡无烟煤 122
7、8 278 126 92 27 1751 5 金竹山无烟煤 1267 300 103 95 24 1790 6 西山贫煤 1265 312 110 81 22 1789 7 淄博贫煤 1248 301 114 80 25 1767 8 芙蓉贫煤 1172 290 102 75 25 1663 9 抚顺烟煤 1095 261 164 65 16 1602 10 阜新烟煤 906 223 139 54 25 1346 11 开滦烟煤 1130 268 131 67 31 1627 12 大同烟煤 1349 328 146 80 13 1916 13 新汶烟煤 1170 282 140 69 21
8、1683 14 徐州烟煤 1199 290 152 71 15 1727 15 淮南烟煤 1149 279 138 68 22 1655 16 义马烟煤 905 229 142 54 18 1348 17 平顶山烟煤 1112 267 132 66 28 1605 18 开滦洗中煤 959 214 117 73 38 1401 19 龙凤洗中煤 897 197 141 68 33 1336 20 鹤岗洗中煤 913 204 121 69 38 1346 21 元宝山褐煤 785 181 146 62 23 1197 22 丰广褐煤 724 161 151 57 28 1122 由上表可知： (
9、1)烟气焓以氮气焓为主，其次依次为三原子气体的焓、水蒸气的焓、氧气的焓、飞灰的焓，个别煤种的计算结果与上述规律略有出入。 (2)即便是灰分很高的褐煤，烟气焓中飞灰焓的比例也很低。作为判据忽略飞灰焓不会引起烟气焓计算结果的较大误差。为了更加直观地说明这个问题，将上表的结果进行数据处理得到下表。由下表可知，飞灰焓在烟气焓中的比例不会超过2.82%。将表3-9绘制成图3-2，可以直观地看出烟气焓中飞灰焓的比例很低。 国内主要动力煤的烟气焓构成(空气预热器烟气出口处) (%) 序号 煤种 rN2 rRO2 rH20 r02 rfh r 1 京西无烟煤 71.24 17.37 4.67 5.33 1.3
10、9 100 2 阳泉无烟煤 71.08 16.56 5.96 5.31 1.09 100 3 焦作无烟煤 70.91 16.89 5.61 5.30 1.30 100 4 萍乡无烟煤 70.17 15.85 7.17 5.24 1.57 100 5 金竹山无烟煤 70.82 16.78 5.75 5.29 1.36 100 6 西山贫煤 70.71 17.42 6.13 4.54 1.21 100 7 淄博贫煤 70.58 17.03 6.46 4.53 1.40 100 8 芙蓉贫煤 70.44 17.42 6.11 4.52 1.50 100 9 抚顺烟煤 68.37 16.32 10.2
11、5 4.06 1.01 100 10 阜新烟煤 67.28 16.54 10.32 3.99 1.87 100 11 开滦烟煤 69.45 16.45 8.08 4.12 1.89 100 12 大同烟煤 70.41 17.11 7.63 4.18 0.67 100 13 新汶烟煤 69.53 16.78 8.34 4.12 1.22 100 14 徐州烟煤 69.44 16.81 8.78 4.12 0.86 100 15 淮南烟煤 69.39 16.88 8.31 4.12 1.30 100 16 义马烟煤 67.15 17.00 10.52 3.99 1.35 100 17 平顶山烟煤
12、69.27 16.64 8.24 4.11 1.75 100 18 开滦洗中煤 68.41 15.29 8.35 5.21 2.73 100 19 龙风洗中煤 67.13 14.75 10.56 5.11 2.44 100 20 鹤岗洗中煤 67.83 15.16 9.03 5.16 2.82 100 21 元宝山褐煤 65.56 15.15 12.17 5.17 1.95 100 22 丰广褐煤 64.57 14.39 13.44 5.09 2.51 100 4. 根据各种压力的锅炉的工质焓压图15-2分析超临界压力锅炉气温调节的方法。根据各种压力的锅炉的工质焓压图15-2分析超临界压力锅炉气温调节的方法。(1)过热蒸汽温度调节方法：用给水泵调节蒸汽压力；用精确的水煤比调节蒸汽温度；用喷水减温法对过热蒸汽温度进行微调。 (2)再热蒸汽温度调节方法：配合低温墙式低温再热器布置，燃烧器喷嘴摆动调节再热蒸汽温度；配合分隔烟道，调节再热器一侧烟气挡板开度，控制流过再热器的烟气量调节再热蒸汽温度；烟气再循环，控制烟气再循环份额，调整再热蒸汽温度。
