东北大学21秋《金属学与热处理基础》平时作业一参考答案41.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. 从氨压缩机来的1．013MPa、30℃的氨按下述不同的过程膨胀到0．1013MPa，试求经过膨胀后的温度为多少?(从氨压缩机来的1．013MPa、30℃的氨按下述不同的过程膨胀到0．1013MPa，试求经过膨胀后的温度为多少?(1)绝热节流膨胀；(2)绝热可逆膨胀正确答案：(1)膨胀后的温度为3℃；(2)膨胀后的温度为一33℃1)膨胀后的温度为3℃；(2)膨胀后的温度为一33℃2. 分析燃油燃气锅炉和燃煤锅炉在污染物排放方面的区别分析燃油燃气锅炉和燃煤锅炉在污染物排放方面的区别1)燃油、燃气锅炉，由于油气含灰量小，油气经过雾化后与空气充分混合，油气的燃尽时间短燃油燃气锅炉的主要污染物为碳黑颗粒、一氧化碳气体、二氧化碳气体、低温废热等    (2)燃煤锅炉：层燃锅炉：主要的污染物为灰渣和飞灰颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等流化床锅炉：主要的污染物为灰渣和飞灰颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等煤粉锅炉：主要的污染物为飞灰和底渣颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等 3. 分析燃煤水分含量增加对煤粉炉燃烧稳定性的影响。

分析燃煤水分含量增加对煤粉炉燃烧稳定性的影响1)燃煤水分含量增加，燃煤的发热量就会降低，着火难度增加，必须增加过量空气系数，以保证稳定燃烧    (2)过量空气系数增加，燃煤的理论燃烧温度降低，炉膛火焰中心温度降低，燃烧趋向于不稳定    (3)如果燃煤水分增加幅度太大，燃煤的发热量会明显下降，可能造成炉膛灭火因此必须投入油燃烧器助燃、稳燃 4. 简述直流锅炉的负荷升、降过程中的汽温调节方式简述直流锅炉的负荷升、降过程中的汽温调节方式1)升负荷过程：少量增加给水流量，按照对应负荷下的煤水比(煤水比随着负荷的升高而降低)少量增加燃料量和空气量，用减温水量稳定蒸汽温度重复上述微调过程直到从低负荷过渡到高负荷    (2)降负荷过程：少量减小给煤量，按照对应负荷下的煤水比(煤水比随着负荷的降低而升高)少量降低给水流量，用减温水量稳定蒸汽温度，重复上述微调过程直到从高负荷降低到低负荷 5. 简述空气预热器入口烟道安装非金属膨胀节的原因简述空气预热器入口烟道安装非金属膨胀节的原因锅炉热态运行时烟道会向下膨胀，而空气预热器固定在底标高的钢架上向上膨胀为了吸收烟道与空气预热器之间的胀差，必须在空气预热器入口烟道安装非金属膨胀节。

6. 分析四角切圆布置直流煤粉燃烧器容易发生结渣的部位分析四角切圆布置直流煤粉燃烧器容易发生结渣的部位1)在炉膛垂直方向上，燃烧器上方区域是烟气温度较高的区域，灰分容易发生熔化现象水冷壁的温度也较高，容易发生结渣    (2)如果燃煤是挥发分含量较低的贫煤、无烟煤，由于煤粉燃尽时间的延长，过热器、再热器的炉膛部分也可能发生结渣现象    (3)在炉膛横截面上，燃烧器区域水冷壁的热角容易发生结渣现象，如图6-2所示      (4)如果一次风速偏低，着火距离缩短，这时也可能在冷角发生结焦现象 7. 已知，超高压锅炉的主蒸汽压力p1=13.7MPa，主蒸汽温度t1=540℃，再热蒸汽压力p2=2.86MPa，再热蒸汽温度t2=540℃，已知，超高压锅炉的主蒸汽压力p1=13.7MPa，主蒸汽温度t1=540℃，再热蒸汽压力p2=2.86MPa，再热蒸汽温度t2=540℃，再热蒸汽入口温度t0 =270℃，给水温度tgs=240℃，其中已知条件列于下表计算该压力下省煤器中水的加热过程的Pr并对计算结果进行分析与讨论9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数t(℃)u×10-6[kg/(m·s)]cp[kJ/(kg·K)]λ×10-3[W/(m·K)]t(℃)u×10-6[kg/(m·s)]cp[kJ/(kg·K)]λ×10-3[W/(m·K)]2401144.662643.6290925.291577.12501094.746633.2300885.524558.72601044.846621.5310845.839538.52701004.965608.4320806.295516.3280965.110593.6330757.034492.1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。

       13.7MPa锅炉的省煤器工质Pr t(℃) Pr t(℃) Pr t(℃) Pr t(℃) Pr 240 0.823 270 0.816 300 0.869 330 1.073 250 0.815 280 0.825 310 0.909     260 0.813 290 0.842 320 0.971    (1)由上表可知，p=13.7MPa给水的Pr随着温度的提高，先下降，后升高    (2)13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的Pr接近于0.85    (3)由9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数表可知，13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的动力黏度随着温度的升高逐渐降低    (4)由9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数表可知，13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的比定压热容随着温度的升高逐渐提高    (5)由9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数表可知，13.7MPa锅炉省煤器中未饱和水的导热系数随着温度的升高逐步降低。

8. 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 1066.4 1267.4 2772.6 1706.1 1505.1 88.2 11.8 100 8 1109.9 1317.1 2758.6 1648.8 1441.5 87.4 12.6 100 9 1149.0 1363.7 2742.9 1593.9 1379.2 86.5 13.5 100 10 1188.8 1407.9 2725.5 1536.7 1317.6 85.7 14.3 100 1l 1224.1 1450.3 2706.4 1482.3 1256.1 84.7 15.3 100 12 1259.9 1491.3 2685.6 1425.7 1194.3 83.8 16.2 100 13 1291.0 1531.4 2662.9 1371.9 1131.5 82.5 17.5 100 14 1322.6 1570.9 2638.1 1315.5 1067.2 81.1 18.9 100 15 1349.1 1610.2 2610.9 12 61.8 1000.7 79.3 20.7 100 16 1375.9 1649.7 2580.8 1204.9 931.1 77.3 22.7 100 17 1408.9 1690.0 2547.4 1138.5 857.4 75.3 24.7 100 18 1430.7 1732.0 2509.5 1078.8 777.5 72.1 27.9 100.0 19 1452.8 1776.9 2465.4 1012.7 688.5 68.0 32.0 100.0 20 1481.1 1827.1 2411.4 930.3 584.3 62.8 37.2 100.0 21 1503.7 1889.4 2337.5 833.9 448.1 53.7 46.3 100.0 22 1526.5 2021.9 2164.2 637.7 142.3 22.3 77.7 100.0    将水冷壁蒸发吸热比例随着压力的变化关系绘制成图12-1。

  (1)从图12-1可以直观地看出，随着压力的提高，水冷壁蒸发吸热比例会逐渐下降    (2)从图12-1可以直观地看出，随着压力的提高，水冷壁将未饱和水加热成饱和水的吸热比例逐渐升高    (3)基于以上两点，可以推测，烟气在炉膛内的放热量随着压力的提高会更多地放给热水，同样的蒸发量吸热比例会降低因此随着锅炉压力的提高，只要适当提高省煤器给水温度，就能产生更多的水蒸气—即大容量锅炉所以随着锅炉压力的提高，锅炉容量会越来越大，要想提高锅炉容量，必须提高蒸汽压力 9. 简述直流锅炉启动系统的作用简述直流锅炉启动系统的作用1)建立启动压力和流量，保证给水连续通过省煤器和水冷壁    (2)回收锅炉启动期间排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽。