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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. 已知某电厂1025t/h锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h，Aar=27.28%，飞灰质量份额已知某电厂1025t/h锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h，Aar=27.28%，飞灰质量份额afh=0.95，底渣质量份额为adz=1-afh=0.05。计算该电厂一台1025t/h锅炉每小时和每年(运行7000h)排放的飞灰和底渣的质量。(1)计算每小时排放的飞灰质量 (2)计算7000h排放的飞灰质量 mfhs=7000Mfh=700032.4=226965(t
2、/a) (3)计算每小时排放的底渣质量 (4)计算7000h排放的底渣质量 mdza=7000Mdza=70001.71=11946(t/a)(1)1台1025t/h锅炉运行1h排放的飞灰量为32.4t/h，运行7000h排放的飞灰量为226965t/a，这是一个数量很大的固体废弃物排放量，必须加以妥善处理。目前主要的用途是制作免烧砖、低标号水泥等。 (2)1台1025t/h锅炉运行1h排放的底渣量为1.71t/h，运行7000h排放的飞灰量为11946t/a，这是一个数量很大的固体废弃物排放量，必须加以妥善处理。目前主要的用途是制作免烧砖或者其他建材等。 2. 在下列三种材料中，( )最适合
3、制造锉刀。A.T8A钢B.T10钢C.T12钢参考答案：C3. 两容器中均盛有空气与二氧化碳的混合物，但两混合物的成分比例不同。容器1中含有0.08kmol的空气及0.02kmol的两容器中均盛有空气与二氧化碳的混合物，但两混合物的成分比例不同。容器1中含有0.08kmol的空气及0.02kmol的二氧化碳；容器2中含有摩尔分数(某组分的物质的量与混合物的量之比)为30%的空气及摩尔分数为70%的二氧化碳。两容器中的压力均为1.013105Pa，温度均为25。两容器被一内径为100mm、长2m的管道相连接。试确定两容器间二氧化碳的交换率。由题目中的压力、温度与物质量可知，容器1、2混合物摩尔浓
4、度为： 容器1中CO2摩尔成分： 容器1内CO2摩尔浓度为：cA=0.20.0408=0.00816kmol/m3 容器2中CO2摩尔成分：xA=0.7kmol/kmol 容器2内CO2摩尔浓度为：cA=0.70.0408=0.02856kmol/m3 在压力P0=1.013105Pa，T0=273K时，查表11-2得CO2质扩散系数： D0=0.13810-4m2/s 实际压力与温度时，CO2质扩散系数： 则通过管道CO2的质交换率： =-1.25710-9kmol/s=-4.52610-6kmol/h =-1.9910-4kg/h 负号表示CO2从容器2向容器1扩散。 4. 可锻铸铁应理解
5、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：D5. 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
6、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)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。 6. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.7
7、92m，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=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.
8、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(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
9、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
10、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(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
11、2.21 7. 力学性能是指材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。常用的金属力学性能有强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。( )A、错误B、正确参考答案：B8. 分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。影响固体不完全燃烧损失的因素有以下几点。 (1)过量空气系数。过量空气系数太大，炉膛温度偏低，燃烧不完全；过量空气系数太小，炉膛氧气浓度偏低，燃烧不完全。 (2)煤的挥发分降低、发热量降低，固体不完全燃烧损失越大。 (3)锅炉负荷率。锅炉负荷率越高，炉膛温度越高，煤的燃尽度越高。燃烧效率越高，固体不完全燃烧损失越小。 (4)
12、煤的灰熔点越低，煤粉燃烧中形成结渣的可能性越大。结渣中含有的固体碳元素越多，燃烧效率越低，固体不完全燃烧损失越大。 (5)煤粉细度。煤粉平均颗粒粒径越大，燃尽所需要的时间越长，固体不完全燃烧损失越大。 (6)排渣方式。在锅炉容量相同的条件下，固态排渣炉的固体不完全燃烧损失大于液态排渣煤粉锅炉。 (7)燃烧方式。层燃锅炉的固体不完全燃烧损失大于循环流化床锅炉，循环流化床锅炉的固体不完全燃烧损失大于煤粉锅炉。 (8)配风方式。分级配风可能造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 (9)煤粉分配均匀性。如果某一台旋流燃烧器或者某一个角的直流燃烧器的煤粉流量偏大，也会造成不完全燃烧，增加
13、固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 9. 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：B10. 有一单级压缩机压缩丙烷，吸入压力为03MPa，排出压力为28MPa，压力进压缩机温度为20，处理量为20k有一单级压缩机压缩丙烷，吸入压力为03MPa，排出压力为28MPa，压力进压缩机温度为20，处理量为20kmolh。如果压缩机在绝热可逆下操作，问所需功率为多少?已知丙烷的定压比热容为Cp=54+002TkJ(kmol.K)。正确答案：所需功率为134105kJh。11. 可锻铸铁中的团絮状石墨由下述方式获得( )。A、由白
14、口铸铁经高温退火从渗碳体分解而得到B、直接从液体中结晶而得C、由灰口铸铁经锻造而得D、上述说法都不对参考答案：A12. 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：ABD13. 金属材料的结晶过程是一个( )过程。A.晶核的形成B.晶核的长大C.同素异构转变D.置换参考答案：AB14. 简述直流锅炉蒸发受热面发生热偏差的原因。简述直流锅炉蒸发受热面发生热偏差的原因。(1)自然循环锅炉水冷壁由于其自补偿特性可以自动适应由于热负荷变化引起的蒸发量的差异。 (2)控制循环锅炉水冷壁由于具有一定的强制循环特性，因此存在一定的热偏差风险。 (3)直流锅炉的循环倍率K=1，所有的工质必须一次性通过蒸发受热面，由于蒸发过程产生的蒸汽体积大于水的体积，因此流动阻力增加，导致流量降低。即受热强的水冷壁管子的流动阻力偏大，质量流量偏低。如果热负荷超过了一定范围，就会导致直流锅炉水冷壁管子壁温升高，进而导致
