东北大学21秋《金属学与热处理基础》期末考核试题及答案参考31

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1、东北大学21秋金属学与热处理基础期末考核试题及答案参考1. ( )是测量流量的仪器。A.毕托管B文丘里流量计C孔板流量计D涡轮流量计参考答案：BCD2. 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

2、，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 1373K 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

3、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

4、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 55.098 524 499 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

5、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

6、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. 按化学成分和性能特点的不同，硬质合金可分为( )。A.钨钴类硬质合金B.钨钴钛类硬质合金C.万能类硬质合金D.钛合金参考答案：ABC4. 已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料消耗量为125.11t/h太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，炉膛冷灰斗已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料消耗量为125.11t/h太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，炉膛冷灰斗中部标高为7.5m，炉膛出口截面中心标高55m，燃烧器一次风标高A，18.84m;

7、B，20.11m;C，21.24m;D，24.195m;E，25.465m;三次风喷嘴标高：F，26.705m;G，27.4m。试计算燃烧器相对标高。炉膛高度 h1=55-7.5=47.5(m) 各层喷嘴中心高度 喷嘴A hr1=18.84-7.5=11.34(m) 喷嘴B hr2=20.11-7.5=12.61(m) 喷嘴C hr3=21.24-7.5=13.74(m) 喷嘴D hr4=24.195-7.5=16.695(m) 喷嘴E hr5=25.465-7.5=17.965(m) 喷嘴F hr6=26.705-7.5=19.205(m) 喷嘴G hr7=27.4-7.5=19.9(m)

8、一次风喷嘴5层，燃烧90%的煤粉；三次风2层，燃烧10%的煤粉。 燃料消耗量计算 每一个一次风喷嘴消耗的燃料量 每一个三次风喷嘴消耗的燃料量 燃烧器的布置高度 燃烧器的相对高度 xr=hr/h1=14.978/47.5=0.315 5. 已知某台400t/h锅炉汽包长度L=14.480m，内径dn=1.400m，壁厚=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=0.080m，汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%。计算该锅炉汽包的质量并对计算结果进行分析与讨论。假设钢的密度为=7855.0kg/m3

9、。 (1)直段筒身质量 (2)两个封头的质量。将封头简化为平面堵板，封头的厚度为筒身厚度。 (3)筒身总质量 M3=M1+M2=44.71103(kg) (4)汽包内构件质量 M4=8.15%M3=3.644103(kg) (5)汽包总质量 Mqb=M3+M4=48.353103(kg)(1)400t/h锅炉的汽包质量为48.353t。 (2)汽包是汽包锅炉中壁厚最大的元件，锅炉负荷变化时，由于水温的变化容易产生较大的热应力，因此要控制汽包锅炉的启动、停炉速度。 6. 分析CFB锅炉的翼型过热器的布置在炉膛中部位置，煤粉炉的壁式再热器布置在炉膛上方的原因。分析CFB锅炉的翼型过热器的布置在炉膛

10、中部位置，煤粉炉的壁式再热器布置在炉膛上方的原因。(1)炉膛温度对比。CFB锅炉炉膛温度为850910，固态排渣煤粉炉膛温度为14001500。 (2)换热方式对比。CFB锅炉的翼型过热器的辐射换热与对流换热比例相当；固态排渣煤粉炉壁式再热器的换热以辐射换热为主。 (3) CFB锅炉的翼形过热器烟气温度比较低，不会引起超温爆管。床料细颗粒对过热器金属的磨损较为严重，需要采取必要的防磨措施。 (4)固态排渣煤粉炉壁式再热器的烟气温度较高，一般在10001100。由于再热蒸汽的压力较低，比体积较大，蒸汽对受热面的冷却效果较差，为了避免超温爆管，将固态排渣煤粉炉壁式再热器布置在炉膛上部。 7. 分析

11、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、N

12、a2O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。 8. 分析再热器烟气侧调温方式。分析再热器烟气侧调温方式。(1)烟气再循环原理：将一部分低温烟气回送至炉膛，通过降低烟气温度和增加烟气流量，将炉膛中的一部分辐射吸热量转化为对流吸热量。从而提高再热器的吸热量，提高再热蒸汽出口温度。如果再循环烟气从炉底进入炉膛，会引起炉膛烟气温度下降，对煤粉气流的着火、燃尽有负面影响。如果再循环烟气从折焰角下部进入炉膛，则烟气再循环对炉膛的着火、燃尽的负面影响较小。 (2)摆动直流燃烧器喷嘴角度或者在不同的一次风喷嘴层中投入不同量的煤粉，调整炉膛火焰中心的垂直高度，进而调

13、整炉膛上部受热面的吸热量。此时再热器的低温部分要以壁式再热器的形式布置在炉膛上部前墙和左右侧墙的前部。此处的过热器只有分隔屏(大屏、前屏)，分隔屏的片数为46片，烟气的有效辐射层厚度较大，烟气的黑度较大，烟气的辐射能力较强。因此燃烧器向上摆动喷嘴或者将上面几层一次风喷嘴的给粉量调大，可以提高低温再热器的辐射吸热量。而低温再热器的受热面积和再热蒸汽焓增的主要部分就发生在低温再热器中，因此直流燃烧器向上摆动的角度或者旋流燃烧器上面几层一次风喷嘴煤粉流量的增加幅度可以提高再热蒸汽出口温度。反之，将直流燃烧器的一次风喷嘴向下摆动或者将旋流燃烧器的下面基层一次风喷嘴的煤风流量提高会降低再热蒸汽的出口温度

14、。 (3)分隔尾部烟道，用挡板开度调整流过低温再热器的烟气量来调整低温再热器的吸热量。尾部烟道低温再热器部分的烟气温度一般在600800。辐射换热份额已经比较低，低温再热器的传热过程以对流换热为主。如果提高低温再热器一侧烟道的挡板开度，可以增加低温再热器的烟气流量，从而提高低温再热器的吸热量，最终提高再热蒸汽的出口温度。反之，如果降低低温再热器一侧烟道的挡板开度，可以减小低温再热器的烟气流量，从而降低低温再热器的吸热量，最终降低再热蒸汽的出口温度。 (4)低温再热器无论在受热面积还是水蒸气的吸热比例，都是再热器的主要部分。烟气再循环法、摆动燃烧器喷嘴角度法、分隔尾部烟道挡板调温法都是通过调整低

15、温再热器的吸热量达到调整再热蒸汽出口温度的目的。 9. 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。 10. 分析水冷壁和过热器、再热器的热偏差的区别。分析水冷壁和过热器、再热器的热偏差的区别。(1)水冷壁的热偏差主要是由于烟气温度沿着炉膛宽度或者深度方向的不均匀性引起的，过热器的热

16、偏差主要是由于烟气温度沿着炉膛宽度方向的不均匀性引起的。 (2)亚临界压力锅炉的水冷壁热偏差由于存在着汽包固定的汽水分界面，因此热偏差导致的温度偏差不会累积到过热器，而超临界锅炉水冷壁的热偏差会在一定程度上累积到过热器。 (3)再热器的热偏差主要是由于烟气温度沿着炉膛宽度方向的不均匀性引起的，与水冷壁、过热器的热偏差无关。 11. 简述控制循环锅炉的汽水混合物从锅筒上方引入锅筒的原因。简述控制循环锅炉的汽水混合物从锅筒上方引入锅筒的原因。(1)亚临界压力300600MW量级的锅炉才会采用控制循环锅炉的形式。控制循环锅炉的水循环动力强大，足以克服汽水混合物导管从锅筒上方引入锅筒形成的局部阻力。这

17、种锅筒结构有利于使整个锅筒的金属温度分布均匀，降低锅筒的金属热应力。 (2)控制循环锅炉设有锅水循环泵，水冷壁的动力循环有保障，进入汽包的汽水混合物的流速较快，因此分离器的体积有所下降，汽包的直径可以有所降低，这种变化也有利于整个锅筒的金属温度分布均匀，降低锅筒的金属热应力。 12. 分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。影响固体不完全燃烧损失的因素有以下几点。 (1)过量空气系数。过量空气系数太大，炉膛温度偏低，燃烧不完全；过量空气系数太小，炉膛氧气浓度偏低，燃烧不完全。 (2)煤的挥发分降低、发热量降低，固体不完全燃烧损

18、失越大。 (3)锅炉负荷率。锅炉负荷率越高，炉膛温度越高，煤的燃尽度越高。燃烧效率越高，固体不完全燃烧损失越小。 (4)煤的灰熔点越低，煤粉燃烧中形成结渣的可能性越大。结渣中含有的固体碳元素越多，燃烧效率越低，固体不完全燃烧损失越大。 (5)煤粉细度。煤粉平均颗粒粒径越大，燃尽所需要的时间越长，固体不完全燃烧损失越大。 (6)排渣方式。在锅炉容量相同的条件下，固态排渣炉的固体不完全燃烧损失大于液态排渣煤粉锅炉。 (7)燃烧方式。层燃锅炉的固体不完全燃烧损失大于循环流化床锅炉，循环流化床锅炉的固体不完全燃烧损失大于煤粉锅炉。 (8)配风方式。分级配风可能造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降

19、低锅炉效率。 (9)煤粉分配均匀性。如果某一台旋流燃烧器或者某一个角的直流燃烧器的煤粉流量偏大，也会造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 13. 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+(-1)Hk0+HfhkJ/kg 由上式可知： (1)煤的可燃元素含量越高、煤的发热量越大，实际烟气焓越高； (2)煤的收到基水分、灰分越高，实际烟气焓越大； (3)由于灰分、水分含量越高，煤的发热量越低，因此烟气焓主要取决于煤的收到基低位发热量的值。收到基低位发热量越高，实际烟气焓越高； (4)煤的

20、挥发分含量越低，过量空气系数越大，实际烟气焓的值越大。 14. 根据各种压力的锅炉的工质焓压图15-2分析超临界压力锅炉气温调节的方法。根据各种压力的锅炉的工质焓压图15-2分析超临界压力锅炉气温调节的方法。(1)过热蒸汽温度调节方法：用给水泵调节蒸汽压力；用精确的水煤比调节蒸汽温度；用喷水减温法对过热蒸汽温度进行微调。 (2)再热蒸汽温度调节方法：配合低温墙式低温再热器布置，燃烧器喷嘴摆动调节再热蒸汽温度；配合分隔烟道，调节再热器一侧烟气挡板开度，控制流过再热器的烟气量调节再热蒸汽温度；烟气再循环，控制烟气再循环份额，调整再热蒸汽温度。 15. 力学性能是指材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗

21、力。常用的金属力学性能有强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。( )A、错误B、正确参考答案：B16. 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：ABCD17. 合金渗碳钢渗碳后必须进行( )后才能使用。A.淬火加低温回火B.淬火加中温回火C.淬火加高温回火参考答案：A18. 落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口尺寸。( )A、错误B、正确参考答案：B19. 实际金属的晶体缺陷有( )。A.点缺陷B.体缺陷C.线缺陷D.面缺陷参考答案：ACD20. 简述亚临界压力直流锅炉水冷壁发生脉动的种类。简述亚临界压力直流锅炉水冷壁发生

22、脉动的种类。一根管子的脉动；管组脉动；屏间脉动。21. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%，已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。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19.0MPa。汽包的金属质量为Mqb=167674kg，汽包中水的质量为Mw=3915kg，汽包钢材的比热容为0.46kJ/(kgK)。假定汽包压力在运行中突然下降0.5MPa，计算该锅炉汽包的会有多少千克水被蒸发，并

23、对计算结果进行分析与讨论。查饱和水性质表，得到18.5MPa饱和水的焓h2=1753.99kJ/kg，饱和温度t2=359.26，19.0MPa饱和水的焓h1=1776.89kJ/kg，饱和温度t1=361.47。 (1)饱和水闪蒸敢出的热量 Q1=Mw(h1-h2)=287987(kJ) 查饱和水性质表，18.5MPa饱和水的汽化潜热r=2488.41-1753.99=734.42kJ/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=361.47-359.26=2.21() (2)金属的吸热量 (3)闪蒸的水量 (1)1025t/h锅炉满负荷运行时(BRL)蒸汽压力降低0.5M

24、Pa，会使汽包中的水蒸发276.1kg，相当于原始水量的2.20%。 (2)1025t/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，因此当锅炉降低负荷需要降低压力时，一次性降低压力的幅度不能太大。 (4)将400、670、1025t/h锅炉的计算结果汇总于下表。由下表可知，随着锅炉容量的增加，汽包质量(Mqb)越来越大；汽包中的水的质量(Ms)越来越大；从正常水位到发生缺水事故所需的时间

25、(tgs)基本上在1min左右；从正常水位到发生满水事故所需的时间(tms)在4678s之间，汽包锅炉对于缺水的敏感性远远高于对满水事故的敏感性。当汽包压力突然降低时(比如汽轮机负荷突然增加时)，随着锅炉容量的增加，饱和水的蒸发(闪蒸)引起的温度降低幅度(t)越来越小，闪蒸引起的水的蒸发量(Msz)越来越大，闪蒸水量占汽包中原有水的质量的百分数(sz)越来越大。 不同容量的汽包锅炉的汽包特性 D(t/h) Mqb(kg) Ms(kg) tqs(s) tms(min) Msz(kg) sz(%) t() 400 48353 7325 66 46 94.1 1.23 3.61 670 95365

26、12576 68 78 174.2 1.39 2.78 1025 167674 13588 73 73 276.1 2.2 2.21 22. 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：B23. 分析提高煤粉燃烧反应速率的措施。分析提高煤粉燃烧反应速率的措施。(1)气体燃料的燃烧反应速率高于焦炭颗粒的燃烧反应速率，因此要尽可能燃烧挥发分较高的煤，比如在挥发分较低的煤中混合挥发分较高的煤。 (2)提高燃烧反应温度。根据阿累尼乌斯定律，提高燃烧反应体系的温度可以提高反应

27、速率常数，进而加快燃烧反应速度。 (3)选用合适的煤粉颗粒直径。理论上讲，煤粉颗粒直径越小，煤粉颗粒的比表面积就会越大，反应速率就会越快。 (4)提高燃烧室压力。提高压力相当于增加了空气中氧气分子的扩散速率，从而加快燃烧反应速率。 (5)提高燃烧反应温度与高温型NOx的生成、灰颗粒的熔化、结渣性质有矛盾。 24. 作布氏硬度试验时，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。( )A.错误B.正确参考答案：A25. 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

28、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。26. 压力体由( )围成。A.压力面B.受压曲面C.自由液面D.过受压面周界的铅垂平面参考答案：BCD27. 热处理工艺过程有( )阶段组成。A.加热B.保温C.冷却D.保压参考答案：ABC28. 电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。( )A、错误B、正确参考答案：B29. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件重量为汽包筒身重量的=8.15%已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145

29、m。汽包内构件重量为汽包筒身重量的=8.15%。计算该锅炉汽包的质量并对计算结果进行分析与讨论。假设钢的密度为=7855.0kg/m3。 (1)直段筒身质量 (2)两个封头的质量。将封头简化为平面堵板，封头的厚度为筒身厚度。 (3)筒身总质量 M3=M1+M2=155.038103(kg) (4)汽包内构件质量 M4=8.15%M3=12.636103(kg) (5)汽包总质量 Mqb=M3+M4=167.674103(kg)(1)本题计算的1025t/h锅炉的汽包质量约为167.674t。 (2)汽包是汽包锅炉中壁厚最大的元件，锅炉负荷变化时，由于水温的变化容易产生较大的热应力。对于300M

30、W量级的汽包锅炉，汽包厚度增加到145mm左右，热应力会更大，因此要严格控制1025t/h汽包锅炉的启动、停炉速度。 30. 洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同，常用标尺有( )。A.AB.BC.CD.D参考答案：ABC31. 不锈钢按其使用时的组织特征可分为( )。A.铁素体型不锈钢B.奥氏体型不锈钢C.马氏体型不锈钢D.奥氏体-铁素体型不锈钢E.沉淀硬化型不锈钢参考答案：ABCDE32. 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

31、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。 33. 切削用量主要有切削速度、进给量、背吃刀量称为切削用量三要素。( )A、错误B、正确参考答案：B34. 已知某台1025t/h锅炉的省煤器结构如下：尺寸516，横向节距s1=142mm，s2=104mm，计算锅炉省煤器的有效辐射层厚已知某台1025t/h锅炉的省煤器结构如下：尺寸516，横向节距s1=142mm，s2=104mm，计算锅炉省煤器的有效辐射层厚度。判断是否适用于光管管束： 可得 (1)本题计算的1025t/h锅炉省煤器的有效辐射层厚度

32、为0.251m，高温过热器的有效辐射层厚度为0.194m，与高温过热器相比，横向节距降低，导致了有效辐射层厚度的降低，因此，排列越密集的屏，有效辐射层厚度越小。 (2)根据黑度计算公式a=1-exp(-kps)可知，有效辐射层厚度s越小，黑度越小，烟气的辐射能力越低，即受热面从辐射换热为主转化成对流换热为主。 35. 计算各种燃料的燃料特性系数。计算各种燃料的燃料特性系数。把相关数据代入下式 得到下表。 国内主要动力煤的燃料特性系数 煤种 Car (%) Har(%) Oar(%) Nar(%) Sar(%) 京西无烟煤 67.9 1.7 2 0.4 0.2 0.0507 焦作无烟煤 66.1

33、 2.2 2 1 0.4 0.0705 金竹山无烟煤 65.4 2.3 1.8 0.6 0.6 0.0751 元宝山褐煤 39.3 2.7 11.2 0.6 0.9 0.0784 芙蓉贫煤 61.9 2.4 1.6 1 3.8 0.0831 义马烟煤 49.6 3.2 11.6 0.7 1.3 0.0834 西山贫煤 67.6 2.7 1.8 0.9 1.3 0.0866 阳泉无烟煤 68,9 2.9 2.4 1 0.8 0.0896 淄博贫煤 64.8 3.1 1.6 1 2.6 0.1050 阜新烟煤 48.3 3.3 8.6 0.8 1 0.1089 丰广褐煤 35.2 3.2 12.6

34、 1.1 0.2 0.1110 萍乡无烟煤 60.4 3.3 2.5 1 0.7 0.1172 淮南烟煤 60.8 4 7.7 1.1 0.7 0.1185 大同烟煤 70.8 4.5 7.1 0.7 2.2 0.1194 开滦洗中煤 46.5 3.1 5.8 0.7 0.9 0.1205 鹤岗洗中煤 44.5 3 5.9 0.7 0.2 0.1207 徐州烟煤 63 4.1 6.7 1.5 1.2 0.1229 新汶烟煤 61 4.1 6.8 1.4 1.9 0.1258 平顶山烟煤 58.2 3.7 4.1 0.9 0.5 0.1297 扰顺烟煤 56.9 4.4 9.1 1.2 0.6

35、0.1361 龙凤洗中煤 42.9 3.4 7.5 0.9 0.5 0.1362 开滦烟煤 58.2 4.3 6.3 1.1 0.8 0.1428一般都把煤的着火难易程度表达为干燥无灰基的挥发分含量。但是燃料特性系数基本上就是煤的氢/碳比值。因此越高，煤越容易着火。 (2)从上表可知：烟煤的燃料特性系数较高，贫煤的燃料特性系数较低，无烟煤的燃料特性系数最低。 (3)丰广褐煤的燃料特性系数高于元宝山褐煤。 (4)洗中煤的燃料特性系数从高到低的排列顺序是龙凤洗中煤、鹤岗洗中煤、开滦洗中煤。 36. 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

36、冷壁由于其自补偿特性可以自动适应由于热负荷变化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。 37. 一个由丙烷(1)一异丁烷(2)一正丁烷(3)组成的混合气体，y1

37、=07，y2=02，y3=01，若要求在一个30的冷一个由丙烷(1)一异丁烷(2)一正丁烷(3)组成的混合气体，y1=07，y2=02，y3=01，若要求在一个30的冷凝器中完全冷凝后以液相流出，问冷凝器的最小操作压力为多少?正确答案：08467MPa。08467MPa。38. 分析中速磨煤机的冲刷磨损指数适用范围。分析中速磨煤机的冲刷磨损指数适用范围。1.2Ke2.0的煤，MPS，MBF磨煤机；Ke1.2的煤，HP，RP磨煤机；磨损性很强的煤，Ke2.0，使用钢球磨煤机；损性很弱的煤；Ke1.0的煤使用风扇磨煤机。39. 浇铸时产生的抬箱跑火现象的原因是浇铸温度低。( )A、错误B、正确参考

38、答案：A40. 分析循环流化床锅炉水冷壁爆管和煤粉锅炉水冷壁爆管原因的区别。分析循环流化床锅炉水冷壁爆管和煤粉锅炉水冷壁爆管原因的区别。(1)循环流化床锅炉水冷壁工质侧和烟气侧温度分布很均匀，爆管的原因是固体创料颗粒对受热面的磨损。 (2)煤粉锅炉水冷壁的工质侧温度分布：临界压力以下锅炉，均匀；超临界锅炉，工质温度逐渐上升。烟气侧温度分布：炉膛垂直方向，温度从低到高再到低；炉膛水平方向，也不均匀。因此煤粉锅炉水冷壁爆管的原因可能是热负荷不均匀引起的传热恶化。 41. 分析烟气中三原子气体的体积的理论值与实际值的区别。分析烟气中三原子气体的体积的理论值与实际值的区别。烟气中的三原子气体指二氧化碳

39、、二氧化硫的体积之和，水蒸气的体积另外计算。烟气中的二氧化碳、二氧化硫体积只与煤中的碳元素含量和硫元素含量有关，与过量空气系数无关。因此，烟气中三原子气体的体积的理论值等于实际值。42. 已知国内部分煤灰成分如部分煤灰成分表中所示，计算各种煤的硅铝比并对计算结果进行分析与讨论。已知国内部分煤灰成分如部分煤灰成分表中所示，计算各种煤的硅铝比并对计算结果进行分析与讨论。国内部分煤灰的硅铝比序号产地SiO2/Al2O3序号产地SiO2/Al2O31西山1.1410平顶山1.992峰峰1.1411平庄2.093铜川1.2512金竹山2.194鹤璧1.3013鸡西2.225开滦1.4614抚顺2.276

40、焦作1.4815大同2.877枣庄1.5016阜新3.038淮北1.5417淄博4.839淮南1.59(1)SiO2/Al2O31.87的煤为轻微结渣煤。这些煤的产地包括：西山、峰峰、铜川、鹤璧、开滦、焦作、枣庄、淮北、淮南。 (2)SiO2/Al2O3=1.872.65的煤为中等结渣煤。这些煤的产地包括：平顶山、平庄、金竹山、鸡西、抚顺。 (3)SiO2/Al2O32.65的煤为严重结渣煤。这些煤的产地包括：大同、阜新、淄博。 (4)比较部分煤灰成分表与上表的结果可知，用碱酸比和硅铝比得到的计算结果不尽相同，在实际使用中要综合考虑各种因素判断煤的结渣特性。43. 简述亚临界压力锅炉汽包不采用

41、蒸汽清洗装置的原因。简述亚临界压力锅炉汽包不采用蒸汽清洗装置的原因。随着锅炉压力的提高，饱和水与饱和蒸汽的密度越来越接近，同时，饱和水与饱和蒸汽的溶盐能力也越来越接近，用给水清洗蒸汽达到蒸汽净化的作用越来越弱，因此不采用蒸汽清洗装置。44. 只要系统经过绝热过程，其熵就不会发生变化。只要系统经过绝热过程，其熵就不会发生变化。此题为判断题(对，错)。正确答案：绝热不可逆过程熵增加45. 试定性讨论纯液体在等压平衡汽化过程中，摩尔性质M(=V、S、G)随T的变化试定性讨论纯液体在等压平衡汽化过程中，摩尔性质M(=V、S、G)随T的变化正确答案：下图中Tb是系统压力下的沸点。rn下图中Tb是系统压力

42、下的沸点。46. 试用PR方程计算360K异丁烷饱和蒸汽的焓和熵。已知360K和01MPa时Hig=18115Jmol，Sig=29598 J(mo试用PR方程计算360K异丁烷饱和蒸汽的焓和熵。已知360K和01MPa时Hig=18115Jmol，Sig=29598 J(mol.K)。正确答案：异丁烷的Tc=4081KPc=3648MPa=0176。rn 从Antoine方程可以计算终态压力计算得P=Ps=14615MPa(饱和蒸汽压也可以直接用状态方程计算)。rnrn 由热力学性质计算软件得到T=360K和P=14615MPa的蒸气的标准偏离焓和标准偏离熵即可容易计算出结果。rn 得 H1

43、5758 JmolS2691 J(mol.K)。异丁烷的Tc=4081K,Pc=3648MPa,=0176。从Antoine方程可以计算终态压力,计算得P=Ps=14615MPa(饱和蒸汽压,也可以直接用状态方程计算)。由热力学性质计算软件得到T=360K和P=14615MPa的蒸气的标准偏离焓和标准偏离熵,即可容易计算出结果。得H15758Jmol,S2691J(mol.K)。47. 零件渗碳后，一般需经( )处理，才能达到表面高硬度和高耐磨性要求。A.淬火+低温回火B.正火C.调制参考答案：A48. 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

44、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, net21MJ/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。 49. 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：ABC50. 查阅相关文献，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)。