东北大学21秋《金属学与热处理基础》在线作业二满分答案56.docx

东北大学21秋《金属学与热处理基础》作业二满分答案1. 简述炉膛设置折焰角的作用简述炉膛设置折焰角的作用①使火焰充满度更好；②使烟气的转弯过程更加流畅所以塔式、半塔式锅炉炉膛就没有设置折焰角2. 简述空气预热器的类型与用途简述空气预热器的类型与用途空气预热器包括管式空气预热器与回转式空气预热器    一般而言，管式空气预热器用于400t/h及其以下的锅炉，回转式空气预热器用于670t/h及其以上的锅炉 3. 绘制锅炉的焓压图，分析各种压力等级锅炉的受热面吸热量特性绘制锅炉的焓压图，分析各种压力等级锅炉的受热面吸热量特性1)饱和水与饱和蒸汽的焓与压力的关系见图15-1；        (2)各种压力等级的锅炉工质焓与压力的关系见图15-2    (1)焓压图上某一个压力下，饱和蒸汽线与饱和水线之差基本上就是单位质量工质在水冷壁的吸热量由图15-1中饱和水与饱和蒸汽的焓与压力的关系可知，临界压力以下的锅炉压力越高，蒸发同样数量的工质的吸热量越小因此，要提高锅炉容量，必须提高锅炉蒸汽的压力    (2)由图15-1可知，饱和水蒸气的焓随着压力的提高首先快速提高，约在2.4MPa到达顶点后，开始随着压力的继续提高逐渐降低，在接近临界压力的区域(21.2MPa以上压力)，饱和蒸汽焓快速降低，在临界压力达到最小值2085.9kJ/kg。

   (3)由图15-1可知，饱和水的焓随着压力的提高单调上升0～1.3MPa，饱和水焓随着压力提高快速上升；1.3～21.2MPa，饱和水焓随着压力提高缓慢上升；在接近临界压力的区域(21.2MPa以上压力)，饱和水焓随着压力提高快速上升；在临界压力达到最大值2085.9kj/kg    (4)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，给水加热吸热比例逐渐提高    (5)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，临界压力以下锅炉的饱和水蒸发吸热比例(基本上就是水冷壁吸热比例)逐渐降低，当锅炉压力提高到直到临界压力时，饱和水蒸发吸热比例降低为0，超临界锅炉的水冷壁蒸发吸热量为0此时给水的一部分加热热量由水冷壁完成，过热蒸汽的一部分吸热量也由水冷壁完成因此超临界锅炉的水冷壁就是省煤器和过热器的一部分    (6)由图15-2可知，随着锅炉压力的提高，过热蒸汽吸热比例逐渐升高，超临界锅炉的过热蒸汽吸热比例超过50%，所以会将过热器的尽可能多地布置在炉膛中    (7)由图15-2可知，随着锅炉压力(超高压及其以上压力)的提高，再热蒸汽吸热比例也小幅度提高    (8)基于图15-2的分析，不同压力、容量的锅炉，受热面有着不同的吸热特性。

因此，不同压力、容量的锅炉受热面布置和锅炉结构特点有较大区别 4. 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 5. 简述辐射式受热面和对流式受热面的器温特性简述辐射式受热面和对流式受热面的器温特性辐射式受热面，汽温随着锅炉热负荷的提高而降低；对流式受热面，汽温随着锅炉热负荷的提高而升高6. 对W18Gr4V多次回火说法正确的是( )A、硬度降低B、硬度升高C、硬度不变D、都不对参考答案：B7. 变形铝合金包括( )A.防锈铝B.硬铝C.超硬铝D.锻铝参考答案：ABCD8. 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1.013×105Pa，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混合物摩尔浓度为：        容器1中CO2摩尔成分：    容器1内CO2摩尔浓度为：cA=0.2×0.0408=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=0.7×0.0408=0.02856kmol/m3    在压力P0=1.013×105Pa，T0=273K时，查表11-2得CO2质扩散系数：    D0=0.138×10-4m2/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：            =-1.257×10-9kmol/s=-4.526×10-6kmol/h    =-1.99×10-4kg/h    负号表示CO2从容器2向容器1扩散 9. 炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，α"1=1.1；对于贫煤，α=1.15；对于褐煤、洗中煤，α=1.25；对于无烟煤，α&q炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，α"1=1.1；对于贫煤，α=1.15；对于褐煤、洗中煤，α=1.25；对于无烟煤，α"1=1.30。

空气预热器烟气出口处的过量空气系数在α"1基础上增加0.25假设，煤粉炉飞灰占灰分的质量份额afh=0.92，根据国内主要动力煤煤粉锅炉空气预热器烟气出口水露点计算结果表的数据计算无烟煤燃烧在空气预热器出口处的飞灰浓度(每千克烟气中飞灰的质量)飞灰浓度可以表达为        将国内主要动力煤煤粉锅炉空气预热器烟气出口水露点计算结果表的数据带入上式，得到下表其中下标L表示炉膛，py表示空气预热器出口，上标”表示炉膛出口    无烟煤燃烧在空气预热器出口处的飞灰浓度 序号 煤种 Aar (%) vo(m2/kg) afh α\"L (kg/kg) αpy upy(kg/kg) l 京西无烟煤 22.8 6.427 0.92 1.3 0.017 95 1.55 0.01522 2 阳泉无烟煤 19 6.840 0.92 1.3 0.014 07 1.55 0.01193 3 焦作无烟煤 21.3 6.406 0.92 1.3 0.016 80 1.55 0.01425 4 萍乡无烟煤 25.1 6.184 0.92 1.3 0.020 53 1.55 0.01740 5 金竹山无烟煤 22.3 6.384 0.92 1.3 0.017 66 1.55 0.01498(1)就无烟煤而言，无论是炉膛出口还是空气与热气出口，灰分含量越高，烟气中的飞灰浓度越大。

   (2)根据上式，随着烟气的流动和漏风，烟气中飞灰浓度应当越来越低上表的计算结果证明空气预热器处的飞灰浓度低于炉膛出口处的飞灰浓度 10. 已知某台1025t/h煤粉锅炉燃烧贫煤，已知条件列于下表中，计算三原子气体的辐射减弱系数并对计算结果进行分析已知某台1025t/h煤粉锅炉燃烧贫煤，已知条件列于下表中，计算三原子气体的辐射减弱系数并对计算结果进行分析和讨论计算三原子气体辐射减弱系数的已知条件受热面θ"(℃)T"(K)rH2Orns(m)炉膛、大屏、壁式再热器109713700.1490.22410.790后 屏102112940.1460.2200.774中温再热器89311660.1460.2200.250后水引出管88611590.1460.2200.194高温再热器81110840.1440.2170.170悬吊管73410070.1420.2130.230低温过热器垂直段7009730.1410.2130.350转向室6569290.1400.2116.943低温过热器水平段4547270.1380.2090.223省煤器4016740.1360.2060.251空气预热器1404130.1330.2010.010根据公式        假设p=0.098MPa，将已知条件代入上式得到计算结果，汇总于下表中。

   三原子气体辐射减弱系数的 受热面 kq[1/(m·MPa)] 炉膛、大屏、壁式再热器 2.794 后 屏 12.540 中温再热器 24.510 后水引出管 28.000 高温再热器 31.528 悬吊管 28.439 低温过热器垂直段 23.415 转向室 4.882 低温过热器水平段 33.853 省煤器 32.843 空气预热器 190.379    计算结果(1)计算结果表明，三原子气体的辐射减弱系数随着烟气的流动，逐渐增加    (2)在辐射换热比例比较高的受热面，水冷壁、高过、高再等受热面，三原子气体的辐射减弱系数大约在2.794～190.4[1/(m·MPa)]之间    (3)对比飞灰颗粒的辐射减弱系数可知，三原子气体的辐射减弱系数大约是飞灰粒子的辐射减弱系数的5～31倍可见辐射受热面的主要辐射成分是三原子气体，即烟气中的水分、二氧化碳、二氧化硫 11. 分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障。

分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障1)贫煤的燃尽时间长，这样会有较少的热量释放给水冷壁，锅炉的蒸发量不足    (2)锅炉的蒸发量不足，过热蒸汽硫量不足，烟气温度偏高可能导致过热蒸汽温度超过额定值    (3)锅炉的蒸发量不足，再热蒸汽的流量也不足，可能会使再热蒸汽温度超过额定值 12. 导热性差的金属材料，加热和冷却时会产生较大的内外温度差，导致内外金属材料不同的膨胀或收缩，产生较大的内应力，从而使金属材料变形，甚至产生开裂 )A.错误B.正确参考答案：B13. 钢的热处理工艺曲线包括哪几个阶段?( )A、加热B、保温C、冷却D、充气参考答案：ABC14. 铁碳合金室温时的基本组织有( )A、铁素体B、渗碳体C、奥氏体D、珠光体和莱氏体参考答案：ABCD15. 简述火焰传播速度与煤的挥发分和灰分含量的关系简述火焰传播速度与煤的挥发分和灰分含量的关系1)挥发分含量越高，火焰传播速度越快    (2)灰分越低，火焰传播速度越快    (3)同一种煤，随着空气/燃料质量比的增加，火焰传播速度存在最大值 16. 风力发电机组至少应具备两种不同形式的、能独立有效控制的制动系统。

)此题为判断题(对，错)参考答案：√17. 非合金钢按碳的质量分数可分为( )A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢。