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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. 已知某电厂1025th锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤。Qar,net=21440kJkg。BRL工况燃煤消耗量为B=125.11th。计算已知某电厂1025t/h锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤。Qar,net=21440kJ/kg。BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h。计算该电厂一台1025t/h锅炉每小时消耗的标准煤质量。答：1台1025t/h锅炉BRL工况的西山贫煤年消耗量为875770t/h，即87.58万t。2. 假定煤的颗粒密度为2700kg/m3，碳粒与氧气之间的反应为一级反应。已知通用气体常数R=8.314J/(molK
2、)，根据燃煤假定煤的颗粒密度为2700kg/m3，碳粒与氧气之间的反应为一级反应。已知通用气体常数R=8.314J/(molK)，根据燃煤活化能及频率因子表提供的数据估算无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤的燃烧反应速率。以1.0kg煤为计算基准。 (1)对于火床炉。煤块平均直径约为8mm。 煤的比表面积 氧气浓度 火床炉(层燃炉)的反应温度，T=12731373K。 碳粒的反应速率 (5-2) 将已知条件代入式(5-3)并将氧气浓度折算到燃烧温度下，得到计算结果见下表。 层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比 煤种 k0 g/(cm2sMPa) E(kJ/mol) Wmol/(m3s) 1273K 1373
3、K 无烟煤 96.83 85.212 44 42 贫煤 12.61 55.098 6 5 烟煤 7.89 45.452 4 3 褐煤 5.31 38.911 2 2 (2)对于循环流化床锅炉 燃烧中的煤粒平均直径约为1.0mm，反应温度为850950(11231223K)。 煤的比表面积 氧气浓度 碳粒的反应速率 (5-2) 将已知条件代入式(5-3)并将氧气浓度折算到燃烧温度下，得到计算结果如下表所示。 层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比 煤种 k0 g/(cm2sMPa) E(kJ/mol) Wmol/(m3s) 1123K 1223K 无烟煤 96.83 85.212 391 365 贫
4、煤 12.61 55.098 51 48 烟煤 7.89 45.452 32 30 褐煤 5.31 38.911 22 20 (3)对于煤粉锅炉 燃烧中的煤粉颗粒平均直径约为0.07mm，反应温度为14001500(16731773K)。 煤的比表面积 氧气浓度 碳粒的反应速率 (5-3) 将已知条件代入式(5-3)并将氧气浓度折算到燃烧温度下，得到计算结果如下表所示。 层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比 煤种 k0 g/(cm2sMPa) E( kJ/mol) Wmol/(m3s) 1673K 1773K 无烟煤 96.83 85.212 4018 3823 贫煤 12.61 55.098
5、524 499 烟煤 7.89 45.452 328 312 褐煤 5.31 38.911 221 210(1)从层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比表可知，层燃锅炉的块状煤的燃烧过程，无烟煤燃烧反应速率最快，因此层燃锅炉比较适合于燃烧块状无烟煤。 (2)从层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比表可知，循环流化床锅炉的粒状煤的燃烧反应速率约是层燃炉燃烧反应速率的8.85倍。原因是煤粒直径下降，比表面积增加。实际上循环流化床锅炉的燃烧反应温度低于火床锅炉(层燃炉)。 (3)由于循环流化床锅炉的燃烧速率比较快，所以循环流化床锅炉的容量可以做的比层燃炉大。事实上，国内已经投入商业运行的循环流化床锅炉的最大
6、容量已经达到1025t/h，而层燃炉的最大容量基本上就在35t/h左右。 (4)从层燃锅炉中各种煤的燃烧反应速率对比表可知，煤粉锅炉的燃烧速率约为循环流化床锅炉燃烧速率的10.4倍，因此煤粉锅炉可以将容量做得很大。目前世界上投入商业运行的最大煤粉锅炉的容量为4400t/h。 (5)本题的计算过程假定碳粒表面的烟气浓度就是空气中的氧气浓度。对煤粉炉而言是近似的，因为煤粉炉的碳粒燃烧处于扩散燃烧状态，碳粒表面只有一氧化碳。尽管如此，上述结论在趋势上仍然是客观、可信的。 3. 回火的目的：降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。( )A、错误B、正确参考答案：B4. 已
7、知某台1025t/h锅炉高温再热器为58排7管圈U形管结构，直径604，内径dn=60-24=52mm。BRL工况：中温再热器过已知某台1025t/h锅炉高温再热器为58排7管圈U形管结构，直径604，内径dn=60-24=52mm。BRL工况：中温再热器过热蒸汽流量Dzr=788.5t/h，再热蒸汽入口压力3.64MPa，出口压力3.6MPa，入口蒸汽温度481，出口蒸汽温度540。计算高温再热器的质量流速和入口、出口蒸汽流速。查水蒸气特性表，3.64MPa，481入口水蒸气比体积v1=0.0926422m3/kg。 质量流速 后屏过热器入口蒸汽流动速度 1=v1=2540.0926422=
8、23.5(m/s) 查水蒸气特性表，3.60MPa，540，出口水蒸气比体积v2=0.1018854m3/kg。 低温过热器入口蒸汽流动速度 2=v2=2540.1018854=25.9(m/s)(1)高温再热器的出口、入口蒸汽速度比为1.100，基本上为匀速流动。 (2)高温再热器与中温再热器质量流速之比为1.0。说明高温再热器和中温再热器都处于半辐射换热区域。 5. 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
9、8%)、污染系数=0.35。 (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。 6. 金属工艺学是研究工程上常用材料性能和加工工艺的一门综合性的技术基础课。( )A、错误B、正确参考答案：B7. 查阅相关文献，
10、找出目前使用较多的沸腾强化扩展表面。查阅相关文献，找出目前使用较多的沸腾强化扩展表面。强化沸腾换热的主要途径是构造众多的孔隙，有利于气泡的形成和发展。目前使用较多的沸腾强化扩展表面有金属烧结表面、Thermoexcel-E管、GEWA-T、TUR-BO-B管等(图)。 8. 简述制粉系统的类型与煤种的关系。简述制粉系统的类型与煤种的关系。制粉系统的类型：直吹式制粉系统、中间储仓式制粉系统、半直吹式系统。直吹式系统适用于烟煤和优质贫煤，中间储仓式制粉系统适用于无烟煤、贫煤、褐煤。三介质干燥风扇磨煤机直吹式制粉系统也适合于软褐煤。9. ( )是测量流速的仪器。A.毕托管B文丘里流量计C浮子法D旋浆
11、流速仪参考答案：ACD10. 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：B11. 分析Victanlic联管器与Rockwell联管器的区别。分析Victanlic联管器与Rockwell联管器的区别。Victanlic联管器可以吸收的轴向膨胀量较小，主要用于磨煤机出口连接或者节流孔板与煤粉管道之间的连接。 Rockwell联管器可以吸收轴向膨胀量也可以吸收煤粉管道轴线之间的小幅度摆角，用于较长距离的煤粉管道的轴向摆角膨胀量和轴向膨胀量。 12. 实际金属的晶体结构不仅是多晶体，而且还存在着多种缺陷。( )A.错误B.正确参考答案：B13. 铁碳合金室温时的基本组织
12、有( )A、铁素体B、渗碳体C、奥氏体D、珠光体和莱氏体参考答案：ABCD14. 钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。( )A.错误B.正确参考答案：A15. 淬火后的钢，随回火温度的增高，其强度和硬度也提高。( )A.错误B.正确参考答案：A16. 在下列三种材料中，( )最适合制造锉刀。A.T8A钢B.T10钢C.T12钢参考答案：C17. 如坯料高度于直径之比较大，或锤击力不足，就可能产生双鼓形。( )A、错误B、正确参考答案：B18. 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
13、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，进而导致水冷壁的爆管事故，因此直流锅炉容易发生热偏差、第二类传热恶化。超临界锅炉的水冷壁就是过热器的一部分，热偏差会更加明显。 19. 比较水冷壁、高温过热器、低温过热器的传热温差和受热面的大小。比较水冷壁、高温过热器、低温过热器的传热温差和受热面的大小。(1)逆流布置的受热面传热温差最大，受热面积最小，结构最紧凑。 (2)水冷壁为顺流布置的受热面，而且对于临界压力以下的锅炉，工质侧的温度不发生变化，传热温差较小。水冷壁的传热以辐射换热为主，因此水冷壁的温差总体上讲还比较大，结构比较紧凑。 (3)高温过热器为顺流布置的对流受热面，传热温差达到最小值，受热面积达到最大值。 (4)低温过热器为逆流布置的受热面，传热温差达到最大值，受热面积达到最小值。
