东北大学21秋《金属学与热处理基础》平时作业一参考答案36.docx

东北大学21秋《金属学与热处理基础》平时作业一参考答案1. 焊接时，向焊缝添加有益元素，有益元素来源于工件 )A、错误B、正确参考答案：A2. 从各种煤的着火温度分析煤粉炉与层燃炉、流化床锅炉燃烧的区别从各种煤的着火温度分析煤粉炉与层燃炉、流化床锅炉燃烧的区别煤块的着火温度：无烟煤，700～800℃；烟煤，400～500℃；褐煤，250～450℃煤粉气流的着火温度：无烟煤，1000℃；贫煤，900℃；烟煤，650～840℃；褐煤，550℃    从上述数据可以得到下列结论    (1)同一种煤，煤块的着火温度低于煤粉气流的着火温度，因此层燃炉、流化床锅炉的着火温度低于煤粉炉因此，煤粉炉要求炉膛温度必须足够高，否则煤粉气流无法维持稳定的着火过程    (2)对于煤粉气流而言，无烟煤的着火温度最高因此，在燃用各种动力煤的锅炉中，燃烧无烟煤的煤粉锅炉的炉膛温度应当最高 3. 已知某台400t/h锅炉汽包长度L=14.480m，内径dn=1.400m，壁厚δ=0.080m，汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%已知某台400t/h锅炉汽包长度L=14.480m，内径dn=1.400m，壁厚δ=0.080m，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10.5MPa汽包的金属质量为Mqb=48353kg，汽包中水的质量为Mw=7667kg，汽包钢材的比热容为0.46kK/(kg·K)假定汽包压力突然下降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10MPa饱和水的焓h2=1407.87kJ/kg，饱和温度t2=311℃，10.5MPa饱和水的焓h1=1429.27kJ/kg，饱和温度t1=314.61℃    (1)饱和水闪蒸放出的热量    Q1=Mw(h1-h2)=164074(kj)    查饱和水性质表，10MPa饱和水的汽化潜热r=2725.47-1407.87=1317.6(kJ/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=314.61-311=3.61(℃)    (2)金属的吸热量        (3)闪蒸的水量    (1)400t/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94.1kg，相当于原始水量的1.23%    (2)400t/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，因此当锅炉降低压力时，压力降低的幅度不能太大 4. 一根外径d=5cm的冷气输送管道裸露于空气中，表面温度为5℃用干湿球温度计测得空气的干球温度为35℃，湿球温度一根外径d=5cm的冷气输送管道裸露于空气中，表面温度为5℃用干湿球温度计测得空气的干球温度为35℃，湿球温度为27℃为减少管子表面因结露而引起的冷量损失，拟在管外包扎一层λ=0.08W/(m·K)的保温材料，希望加保温材料后外表面不再出现水滴试估算所需隔热材料的厚度作为一种估算，可取保温材料外表面的复合换热表面传热系数h=9W/(m2·K)，空气的Pr=0.7，水蒸气在空气中扩散的Sc=0.6为不使保温材料因吸收水分而变潮湿，要在其外表面涂上一层沥青，计算时可以不考虑从文献[1]中查空气物性，先设边界层的平均温度t=28℃    查得：cp=1.005kJ/(kg·K)        由湿球温度25℃查得空气对应的饱和水蒸气压力为3670Pa，饱和水蒸气汽化潜热：    γ=2438kJ/kg    由文献[1]式(11-37)得饱和空气含湿量：        由文献[1]式(11-38)得空气含湿量：        查湿空气物性表，得此种状态下的露点温度为25℃，则取保温材料表面温度不低于25℃。

       代入数字：        化简得：        用试算法求出保温材料外壳直径d2，列于下表中   d2=0.09m d2=0.08m d2=0.07m d2=0.076m d2=0.078m 左边 5.44 6.81 9.51 7.64 7.20 右边 8.1 7.2 6.3 6.84 7.02    保温材料厚度：(0.078-0.05)/2=0.014m=14mm 5. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温过热器烟气入口温度为θ1=799℃，烟气出口温度为θ2=744℃片数n=76，直径φ51×4已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温过热器烟气入口温度为θ1=799℃，烟气出口温度为θ2=744℃片数n=76，直径φ51×4炉膛烟气量为7.4362m3/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，高温过热器高度hgw-gr=10.279m试计算高温过热器的平均烟气流速1)计算高温过热器所在烟道的流通截面积    F=(a-nd)hgw-gr=97.2(m2)    (2)计算烟气流量        (3)计算烟气平均流速    (1)本题计算的1025t/h锅炉高温过热器的烟气平均流速为10.17m/s。

比高温再热器烟气速度略有提高，原因是烟气截面的高度降低，从而使烟气流通截面降低    (2)随着烟气的流动，漏风量越来越大，烟气的质量流量越来越大，同时烟气温度降低引起的烟气体积流量的降低导致了烟气流速的下降总体而言，沿着烟气流程，烟气的流速应当越来越低 6. 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7. 简述发电厂用煤的分类及其燃烧特性简述发电厂用煤的分类及其燃烧特性发电厂用煤按照挥发分含量分为无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤等按照收到基低位发热量分为优质煤( Qar, net≥21MJ/kg)和劣势煤    挥发分和发热量越高的煤粉着火越稳定，比如烟煤、优质贫煤等挥发分和发热量越低的煤粉着火越不稳定，比如褐煤、无烟煤等 8. 简述600MW超临界压力锅炉的启动系统构成及工作过程简述600MW超临界压力锅炉的启动系统构成及工作过程1)构成：内置分离器、分离器疏水阀、水位控制阀、水位旁路阀、疏水阔容器、100%MCR高压旁路系统、65%MCR低压旁路系统。

   (2)工作过程：①0～37%MCR:汽水分离器湿态运行；②37%～100%MCR：汽水分离器干态运行 9. 合金的晶体结构分为( )A.固溶体B.置换固溶体C.金属化合物D.机械混合物参考答案：ACD10. 将50cm3的液体水与50cm3的液体甲醇在常温、常压下混合后，其总体积为100cm3将50cm3的液体水与50cm3的液体甲醇在常温、常压下混合后，其总体积为100cm3此题为判断题(对，错)正确答案：×真实液体混合过程的体积变化不等于零11. 分析再热蒸汽容易发生温度波动的原因分析再热蒸汽容易发生温度波动的原因由图1-2可知，再热蒸汽的平均比定压热容是cp,zr=2.4kJ/(kg·K)，过热蒸汽的平均比定压热容是cp,zr=4.15kJ/(kg·K);cp,zr＞cp,zr表示相同的吸热量扰动引起的过热蒸汽的温度波动幅度小于再热蒸汽的温度波动幅度，因此再热蒸汽容易发生较大幅度的温度波动，比如超温或者温度达不到额定值   12. 所有的金属材料都具有磁性，能被磁铁所吸引 )A.错误B.正确参考答案：A13. 08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为( )A.0.08%B.0.8%C.8%参考答案：A14. 分析锅炉热力计算中辐射换热与对流换热、导热之间的关系。

分析锅炉热力计算中辐射换热与对流换热、导热之间的关系1)辐射换热：炉膛烟气温度高，基本上以辐射换热为主，对流换热为辅；    (2)尾部竖井烟道的烟气温度低，基本上以对流换热为主，辐射换热为辅；    (3)水平烟道辐射换热和对流换热并重；    (4)受热面金属壁面的导热热阻很小可以忽略不计    综上所述，锅炉的传热计算基本上就是辐射换热和对流换热的计算 15. 我国建设风电场时，一般要求在当地连续测风( )以上A、3个月;B、6个月;C、3年;D、1年参考答案：D16. 简述直流锅炉蒸汽温度的调节特点简述直流锅炉蒸汽温度的调节特点通过控制煤水比调节中间点温度，进而调节蒸汽温度    (1)锅炉升负荷时，首先少量增加给水量，然后按照比例增加燃料量，用过热器喷水量微调过热蒸汽出口温度，稳定以后，重复上述过程直到新的运行负荷    (2)锅炉降负荷时，首先微微减少燃料量，再按比例减少给水量，辅以减温水细调过热蒸汽温度，稳定后，重复上述过程直到新的负荷工况下 17. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的理论燃烧温度为1988℃，炉膛出口温度为1100℃，炉膛的烟气量为7.0891m3/kg(燃料)(已知某台1025t/h锅炉BRL工况的理论燃烧温度为1988℃，炉膛出口温度为1100℃，炉膛的烟气量为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，试计算炉膛内的平均烟气流速1)计算炉膛中的烟气量        (2)计算炉膛中烟气的速度    (1)本题计算的1025t/h锅炉炉膛的烟气流速为9.6m/s    (2)炉膛中的烟气温度比较高，传热主要依靠辐射换热进行，与对流换热关系不大    (3)如果炉膛烟气速度太低，可能造成烟气温度在炉膛内下降太快，从而影响燃料放热量在锅炉各受热面之间的合理分配    (4)如果炉膛烟气速度太快，可能造成煤粉燃烧不完全，进而造成固体和气体的不完全燃烧损失 18. 简述水的温度升高，表面张力下降，汽泡破裂难度增加的原因简述水的温度升高，表面张力下降，汽泡破裂难度增加的原因水分子之间的吸引力是范德华力，数值基本上不变随着水温的提高，水分子的热运动加剧，水分子之间的排斥力增加，表面张力下降汽泡是一种以范德华力为吸引力的单分子封闭膜，表面张力的下降表明构成单分子膜的分子之间吸引力(拉力)下降一方面范    德华力基本上不变，另一方面水分子膜上的分子之间的拉力下降，因此汽泡难以破碎 19. 分析实际烟气焓与煤的元素分析、工业分析成分之间的关系。

分析实际烟气焓与煤的元素分析、工业分析成分之间的关系实际烟气焓    Hy=Hy0+(α-1)Hk0+HfhkJ/kg 。