东北大学21春《金属学与热处理基础》离线作业1辅导答案53

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. 渗碳体为( )晶格。A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.复杂参考答案：D2. 已知某电厂300MW汽轮机的凝汽器蒸汽流量为542t/h，冷却1kg蒸汽需要50kg冷却水。计算该汽轮机每年(运行7000h)已知某电厂300MW汽轮机的凝汽器蒸汽流量为542t/h，冷却1kg蒸汽需要50kg冷却水。计算该汽轮机每年(运行7000h)的冷却水量。(1)计算每年的凝结水流量   mnjs=7000×542=3794000(t/a)    (2)该300MW汽轮机组每年运行7000h需要的冷却水量   mlqs=50Mnjs=1.879×108(t/a)(1)1台300MW汽轮机每年运行7000h需要的冷却水量约为1.8亿t。    (2)根据计算结果，建设燃煤电站的厂址选择应当考虑有足够的冷却水源。比如容量较大的湖、海以及径流量较大的江、河等。 3. 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：B4. 分析燃煤循环流化床锅炉与煤粉炉的水冷壁沾污、结渣情况的区别。分析燃煤循环流化床锅炉与煤粉炉的水冷壁沾污、结渣情况的区别。(1)动力煤的灰分的变形温度DT一般会在11001150。    (2)煤粉炉的炉膛烟气最高温度可以达到15001600，因此煤粉炉的水冷壁一定会有少量的灰层粘在水冷壁管的外壁上。如果灰分的DT很低、发生了缺氧燃烧或者敷设卫燃带的方式不合理，可能造成水冷壁、分隔屏等部位的严重结渣。    (3)循环流化床锅炉的燃烧温度为850910，低于灰分100(DT)，因此循环流化床锅炉水冷壁基本上不结渣，也不发生沾污现象。但是在密相区的耐火材料层外壁会发生结渣现象。另外如果脱硫剂中含有较高的K2O、Na2O或者其他碱金属的氧化物，会使密相区甚至水冷壁发生严重结渣，有时会导致排渣不畅的故障。 5. 铁素体在770有磁性转变，在770以下具有铁磁性，在770以上则失去铁磁性。( )A.错误B.正确参考答案：B6. 已知600MW超临界压力锅炉的炉膛容积VL=13505m3。BRL工况时的燃料消耗量B=236.55t/h，煤的收到基低位发热量为Q已知600MW超临界压力锅炉的炉膛容积VL=13505m3。BRL工况时的燃料消耗量B=236.55t/h，煤的收到基低位发热量为Qar,net=21981kJ/kg。计算该锅炉的炉膛容积热负荷并对计算结果进行分析与讨论。炉膛的容积热负荷    (1)烟煤容积热负荷推荐值qV=140200kW/m3，计算结果表明：该锅炉的炉膛容积偏大；    (2)该锅炉炉膛截面积偏小，因此水冷壁面积偏大，水冷壁吸热量偏多；    (3)由上述分析可知，该锅炉过热蒸汽和再热蒸汽的流量偏大，过热汽温特别是再热汽温偏低。解决该问题的方法：重新布置受热面，使烟气的放热量合理地分配在过热器和再热器受热面上。 7. 分析煤粉锅炉燃烧器底NOx燃烧技术与高温腐蚀的关系。分析煤粉锅炉燃烧器底NOx燃烧技术与高温腐蚀的关系。(1)低NOx燃烧技术的原理是，挥发分析出阶段进行缺氧燃烧降低NOx生成量。    (2)低氧燃烧会形成燃烧器下游区域(四角切圆布置的直流燃烧器烟气流动下游，旋流燃烧器的主燃烧区域)的还原性气氛加快结渣、高温腐蚀的速度。    (3)在电力生产实践中，一些电厂为了追求低NOx排放的指标忽视了高温腐蚀对水冷壁安全运行带来的技术隐患，可能会增加水冷壁的爆管频率，乃至影响电厂的整体运行水平。 8. 煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量 (5-7)计算煤气的理论空气量。煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量  (5-7)计算煤气的理论空气量。将煤气成分代入式(5-7)得到各种煤气的理论空气量，将计算结果汇总于下表。    我国部分气体燃料的理论空气量 序号 重油产地 CH4 (%) C2H6(%) C3H8(%) C4H10(%) H2(%) CO(%) CO2(%) 1 气田煤气 97.42 0.94 0.16 0.03 0.08 0 0.52 2 油田煤气 93.18 0 3.25 2.19 0 0 0.83 3 液化石油气 0 50 50 0 0 0 0 4 高炉煤气 0 0.00 0 0 2 27 11 5 发生炉煤气 1.8 0.00 0 0 8.4 30.4 2.2 序号 重油产地 H2S (%) N2(%) O2(%) 高位发热量(kJ/m3) 低位发热量(kJ/m3) Vom3/Nm3(标准状态下) 1 气田煤气 0.03 0.76 0 39600 35600 9.49 2 油田煤气 0 3.84 0 44300 38270 10.33 3 液化石油气 0 0 0 113000 104670 20.24 4 高炉煤气 0 60 0 3718 3678 0.77 5 发生炉煤气 0 56.4 0.2 5950 5650 1.18(1)在气体燃料系列中，低位定压发热量高的气体的理论空气量也比较大。    (2)在本题计算范围内，理论空气量最大的燃料为液化石油气，理论空气量最小的气体燃料为高炉煤气。 9. 某制冷装置采用R12为制冷剂，以25的饱和液体状态进入节流阀，离开阀的温度为一20。 (1)假设某制冷装置采用R12为制冷剂，以25的饱和液体状态进入节流阀，离开阀的温度为一20。 (1)假设此节流过程为绝热的，其有效能损失为多少。 (2)若节流过程中制冷剂从环境吸收50kJkg热量，此时有效能的损失又为多少。设环境温度27，压力01MPa。正确答案：(1)D为6003kJkg；(2)D为4005kJkg。(1)D为6003kJkg；(2)D为4005kJkg。10. 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()u×10-6kg/(m·s)cpkJ/(kg·K)×10-3W/(m·K)t()u×10-6kg/(m·s)cpkJ/(kg·K)×10-3W/(m·K)25017.513.91050.936022.612.44755.026018.003.47150.437023.052.41855.927018.483.21250.338023.502.39356.828018.953.03250.339023.942.37357.729019.422.89750.640024.372.35558.730019.892.78950.941024.812.34159.731020.352.70351.442025.242.32860.832020.812.63152.043025.672.31861.833021.262.57252.744026.102.31062.934021.722.52353.445026.532.30364.035022.162.48254.2    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()Pr2501.3453101.0693700.9984300.9622601.2393201.0533800.9914400.9582701.1803301.0393900.9844500.9542801.1413401.0274000.977  2901.1123501.0154100.972  3001.0893601.0064200.967  (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。 11. 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-rzf×100%    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 1 589.6 762.7 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 10