东北大学2021年12月《金属学与热处理基础》期末考核试题库及答案参考5

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1、东北大学2021年12月金属学与热处理基础期末考核试题库及答案参考1. 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。 (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

2、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。 2. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器引出管烟气入口温度为1=734，烟气出口温度为2=693。片数n=102，尺已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器引出管烟气入口温度为1=734，烟气出口温度为2=693。片数n=102，尺寸577，炉膛烟气量为7.4941m3/kg

3、(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hdg-yc=10.540m。试计算低温过热器引出管的平均烟气流速。(1)计算低温过热器引出管所在烟道的流通截面积 F=(a-nd)hdg-yc=79.3(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锅炉低温过热器引出管的烟气平均流速为11.87m/s，比高温过热器烟气速度略有提高，原因是管屏沿着宽度方向的片数增加，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

4、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。 3. 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/

5、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。4. 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

6、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。 5. 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：6. 对于机械零件和工程构件最重要的使用性能是力学性能。( )A、错误B、正确参考答案：B7. 某台1025t/h亚临界压力控制循环锅炉(300MW)水冷壁共925根，管径为44.5mm6mm。BRL工况：蒸发量D= 904.7t/h。水某台1025t/h亚临界压力控制循环锅

7、炉(300MW)水冷壁共925根，管径为44.5mm6mm。BRL工况：蒸发量D= 904.7t/h。水冷壁压力19.1MPa，入口水比体积v1=0.0013714m3/kg，水冷壁出口温度为361.91，饱和水蒸气比体积为v2=0.0065913m3/kg，饱和水比体积为v2=0.0019353m3/kg。循环倍率K=2.72。计算水冷壁的质量流速和入口水流速、出口蒸汽流速。(1)计算质量流速 螺旋管圈，内径dn=44.5-26=32.5(mm)，质量流速为 (2)计算水冷壁入口水平均流速 1=()v1=8910.0013714=1.222(m/s) (3)计算水冷壁出口汽水混合物平均流速

8、质量含汽率x=1/K=0.3676 2=()v2x+u1(1-x)=3.249(m/s)(1)与600MW超临界压力锅炉水冷壁相比，300MW亚临界压力控制循环锅炉的水冷壁质量流速大大降低，为891kg/(m2s)，约为600MW超临界压力锅炉水冷壁的28.6%，所以汽包锅炉的水冷壁相对安全一些。 (2)本题计算的1025t/h亚临界压力控制循环锅炉的水冷壁出口、入口流速的比值为2.659，说明亚临界压力锅炉水冷壁的工质蒸发过程伴随着明显的容积膨胀过程。因此亚临界压力锅炉水冷壁的工质一侧有可能引起第一类传热恶化。 8. 分析液体燃料的燃点与气体燃料的着火温度的区别以及与动力煤挥发分着火温度的关

9、系。分析液体燃料的燃点与气体燃料的着火温度的区别以及与动力煤挥发分着火温度的关系。(1)液体燃料的燃点指油面上的空气与油的蒸汽的混合物遇到明火可以持续燃烧不低于5s的时间对应的温度。 (2)气体燃料的着火温度指气体燃料与空气的混合物遇到明火发生燃烧的温度。 (3)动力煤挥发分的主要成分为可燃气体，属于成分较为复杂的气体燃料，挥发分与空气的混合物遇到明火可以发生燃烧的温度称为挥发分的着火温度。 9. 分析燃烧煤需要的理论空气量煤的发热量与元素分析之间的换算关系。分析燃烧煤需要的理论空气量煤的发热量与元素分析之间的换算关系。由式 Vo=(1.866Car+5.55Har+0.7Sar-0.7Oar

10、)/21m3/kg(标准状态下) (1)碳元素、氢元素、硫元素含量越高，氧元素含量越低，燃烧煤需要的理论空气量越高。实际上这些结论类似于煤的发热量计算公式，因此，煤的发热量越高，理论空气量就越高。 (2)重油、渣油等液体燃料的发热量远远高于普通煤的发热量，因此重油、渣油的理论空气量大于煤的理论空气量。 10. 已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料为太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，燃烧器相对高度为0.315，在已知某台1025t/h自然循环锅炉的燃料为太原西山贫煤，直流煤粉燃烧器四角切圆布置，燃烧器相对高度为0.315，在喷嘴向上、向下摆动20和不摆动的条件下，试计算火焰中心位置修

11、正系数。A=0.56，B=0.5。喷嘴向上摆动20，x(20)=0.1，x(-20)=-0.1，x(0)=0。 喷嘴不摆动时，火焰中心位置修正系数 M=0.56-0.5(0.315+0)=0.4025 喷嘴向上摆动时 M=0.56-0.5(0.315+0.1)=0.3525 喷嘴向下摆动时 M=0.56-0.5(0.315-0.1)=0.4525结合炉膛出口烟气温度的计算公式可知，喷嘴上摆20，炉膛烟气出口温度升高；喷嘴下摆20，炉膛烟气出口温度降低。因此，摆动燃烧器喷嘴是直流煤粉燃烧器调节蒸汽温度的方法之一。 11. 简述回转式空气预热器发生热变形的原因。简述回转式空气预热器发生热变形的原因

12、。回转式空气预热器热烟气从上向下流动，冷空气从下向上流动。因此热态运行的空气预热器必然会发生上端膨胀量大于下端的现象，这就是回转式空气预热器的热变形。12. 钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。( )A.错误B.正确参考答案：A13. 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。14. 比较低倍率循环锅炉与复合循环锅炉的区别。比较低倍率循环锅炉与复合循环锅炉的区别。(1)低倍率循环锅炉是循环倍

13、率很低的控制循环锅炉。 (2)复合循环锅炉是直流锅炉的一种改进型。在锅炉低负荷下，采用水冷壁与分离器、混合球、管道等形成的回路进行水循环，此时循环倍率K1.0。在锅炉高负荷下，进入直流运行状态，循环倍率K=1.0。 15. 炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，1=1.1；对于贫煤，=1.15；对于褐煤，=1.25;洗中煤，=1.28;对于无炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，1=1.1；对于贫煤，=1.15；对于褐煤，=1.25;洗中煤，=1.28;对于无烟煤，1=1.30。空气预热器烟气出口处的过量空气系数在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

14、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贫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)。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。 贫煤燃烧在炉膛和空气预热器出口处的飞灰浓度序号煤种Aar(%)Vo(m3/kg)afhLuL(kg/kg)apyupy(kg/kg)1西山贫煤19.76.7090.9211 20.016 021.450.013422淄博贫煤22.66.6160.921.20.018661.450.015633芙蓉贫煤22.86.2120.92

15、1.20.019961.450.01673(1)就贫烟煤而言，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。16. 铁碳合金相图上的共析线是( )。A.ECF线B.ACD线C.PSK线参考答案：C17. 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

16、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。 18. 根据过量空气系数与氧气浓度的关系表数据计算锅炉空气预热器烟气出口处的空气焓和烟气焓。根据过量空气系数与氧气浓度的关系表数据计算锅炉空气预热器烟气出口处的空气焓和烟气焓。假设空气预热器烟气出口处的过量空气系数：无烟煤，1.38；贫煤，1.31;烟煤，1.28;洗中煤，1.39;褐煤，1.41。飞灰份额afh=0.95 理论空气焓 Hko=Vo(ct)kkJ/kg 实际空气焓 Hk=Vo

17、(ct)kkJ/kg 理论烟气焓 Hyo=VRO2(c)RO2+VN2o(c)N2+VH2Oo(c)H2OkJ/kg 飞灰焓 烟气焓 Hy=Hyo+(-1)Hko+HfhkJ/kg 按照烟气成分分类 烟气中氧气的焓 HO2o=VO2(ct)O2=0.21(-1)Vo(c)O2kJ/kg 烟气中氮气的焓 HN2=HN2o+0.79(-1)Vo(C)N2kJ/kg 烟气中水蒸气的焓 HH2O=HH2Oo+0.0161(-1)Vo(c)H2OkJ/kg 三原子气体焓 HRO2=VRO2(c)RO2kJ/kg 烟气焓 Hy=HO2+HN2+HH2O+HRO2+HfhkJ/kg 将已知条件代入上述各式，

18、计算结果见下表。 国内主要动力煤的烟气焓(空气预热器烟气出口处)(kJ/kg) 序号 煤种 HN2 HRO2 HH2O HO2 Hfh Hy 1 京西无烟煤 1276 311 84 95 25 1791 2 阳泉无烟煤 1359 317 114 102 21 1912 3 焦作无烟煤 1273 303 101 95 23 1795 4 萍乡无烟煤 1228 278 126 92 27 1751 5 金竹山无烟煤 1267 300 103 95 24 1790 6 西山贫煤 1265 312 110 81 22 1789 7 淄博贫煤 1248 301 114 80 25 1767 8 芙蓉贫煤

19、 1172 290 102 75 25 1663 9 抚顺烟煤 1095 261 164 65 16 1602 10 阜新烟煤 906 223 139 54 25 1346 11 开滦烟煤 1130 268 131 67 31 1627 12 大同烟煤 1349 328 146 80 13 1916 13 新汶烟煤 1170 282 140 69 21 1683 14 徐州烟煤 1199 290 152 71 15 1727 15 淮南烟煤 1149 279 138 68 22 1655 16 义马烟煤 905 229 142 54 18 1348 17 平顶山烟煤 1112 267 132

20、66 28 1605 18 开滦洗中煤 959 214 117 73 38 1401 19 龙凤洗中煤 897 197 141 68 33 1336 20 鹤岗洗中煤 913 204 121 69 38 1346 21 元宝山褐煤 785 181 146 62 23 1197 22 丰广褐煤 724 161 151 57 28 1122 由上表可知： (1)烟气焓以氮气焓为主，其次依次为三原子气体的焓、水蒸气的焓、氧气的焓、飞灰的焓，个别煤种的计算结果与上述规律略有出入。 (2)即便是灰分很高的褐煤，烟气焓中飞灰焓的比例也很低。作为判据忽略飞灰焓不会引起烟气焓计算结果的较大误差。为了更加直观地

21、说明这个问题，将上表的结果进行数据处理得到下表。由下表可知，飞灰焓在烟气焓中的比例不会超过2.82%。将表3-9绘制成图3-2，可以直观地看出烟气焓中飞灰焓的比例很低。 国内主要动力煤的烟气焓构成(空气预热器烟气出口处) (%) 序号 煤种 rN2 rRO2 rH20 r02 rfh r 1 京西无烟煤 71.24 17.37 4.67 5.33 1.39 100 2 阳泉无烟煤 71.08 16.56 5.96 5.31 1.09 100 3 焦作无烟煤 70.91 16.89 5.61 5.30 1.30 100 4 萍乡无烟煤 70.17 15.85 7.17 5.24 1.57 100

22、 5 金竹山无烟煤 70.82 16.78 5.75 5.29 1.36 100 6 西山贫煤 70.71 17.42 6.13 4.54 1.21 100 7 淄博贫煤 70.58 17.03 6.46 4.53 1.40 100 8 芙蓉贫煤 70.44 17.42 6.11 4.52 1.50 100 9 抚顺烟煤 68.37 16.32 10.25 4.06 1.01 100 10 阜新烟煤 67.28 16.54 10.32 3.99 1.87 100 11 开滦烟煤 69.45 16.45 8.08 4.12 1.89 100 12 大同烟煤 70.41 17.11 7.63 4.

23、18 0.67 100 13 新汶烟煤 69.53 16.78 8.34 4.12 1.22 100 14 徐州烟煤 69.44 16.81 8.78 4.12 0.86 100 15 淮南烟煤 69.39 16.88 8.31 4.12 1.30 100 16 义马烟煤 67.15 17.00 10.52 3.99 1.35 100 17 平顶山烟煤 69.27 16.64 8.24 4.11 1.75 100 18 开滦洗中煤 68.41 15.29 8.35 5.21 2.73 100 19 龙风洗中煤 67.13 14.75 10.56 5.11 2.44 100 20 鹤岗洗中煤 6

24、7.83 15.16 9.03 5.16 2.82 100 21 元宝山褐煤 65.56 15.15 12.17 5.17 1.95 100 22 丰广褐煤 64.57 14.39 13.44 5.09 2.51 100 19. 分析煤粉锅炉过量空气系数增加对各受热面吸热量的影响。分析煤粉锅炉过量空气系数增加对各受热面吸热量的影响。(1)只有煤种发热量或者挥发分降低才可能增加过量空气系数。 (2)过量空气系数增加会使煤的理论燃烧温度下降，炉膛烟气温度下降，水冷壁的吸热量降低，锅炉的蒸发量降低。 (3)为了维持锅炉的蒸发量，必须投入更多的燃料和空气，同时也使烟气量大于设计值。烟气量增加，烟道内的

25、通流面积不变，因此烟气的速度增加，从而使烟气侧的对流换热系数1增加。 (4)此时，呈弱对流特性的过热器、再热器的吸热量因为烟气量的增加而增加，因此可能造成过热蒸汽、再热蒸汽温度超过额定值。 (5)省煤器、空气预热器也因为烟气量的增加而增加了吸热量，与此同时排烟温度有所提高。 20. 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

26、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。 21. 炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤1=1.1；对于贫煤=1.15；对于褐煤、洗中煤=1.25;对于无烟煤炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤1=1.1；对于贫煤=1.15；对于褐煤、洗中煤=1.25;对于无烟煤1=1.30。省煤器烟气出口处的过量空气系数在1基础上增加0.20。假设煤粉炉飞灰占灰分的质量份额afh=0.92，计算燃煤锅炉省煤器处的飞灰浓度(每千克烟气中飞灰的质量)。飞灰浓度可以表达为 将数据带入上式，得到下表。其中下标sm表示省煤器。 无烟煤

27、燃烧在省煤器出口处的飞灰浓度 序号 煤种 Aar(%) Vo(m3/kg) afh sm usm(kg/kg) 1 京西无烟煤 22.8 6.427 0.92 1.5 0.01570 2 阳泉无烟煤 19 6.840 0.92 1.5 0.01230 3 焦作无烟煤 21.3 6.406 0.92 1.5 0.01469 4 萍乡无烟煤 25.1 6.184 0.92 1.5 0.01795 5 金竹山无烟煤 22.3 6.384 0.92 1.5 0.01545 6 西山贫煤 19.7 6.7085 0.92 1.45 0.01342 7 淄博贫煤 22.6 6.6156 0.92 1.45

28、 0.01563 8 芙蓉贫煤 22,8 6.2123 0.92 1.45 0.01673 9 抚顺烟煤 14.8 5.9414 0.92 1.4 0.01162 10 阜新烟煤 23 4.9153 0.92 1.4 0.02169 11 开滦烟煤 28.1 6.1304 0.92 1.4 0.02167 12 大同烟煤 11.7 7.3235 0.92 1.4 0.00754 13 新汶烟煤 18.8 6.3463 0.92 1.4 0.01393 14 徐州烟煤 13.5 6.5041 0.92 1.4 0.00974 15 淮南烟煤 19.7 6.232 0.92 1.4 0.01486

29、 16 义马烟煤 16.6 4.9145 0.92 1.4 0.01555 17 平顶山烟煤 25.6 6.0346 0.92 1.4 0.02000 18 开滦洗中煤 35 4.7922 0.92 1.48 0.03248 19 龙凤洗中煤 29.8 4.4817 0.92 1.48 0.02928 20 鹤岗洗中煤 34.7 4.5612 0.92 1.48 0.03371 21 元宝山褐煤 21.3 3.8663 0.92 1.45 0.02417 22 丰广褐煤 25.7 3.5644 0.92 1.45 0.03156(1)灰分含量越高，烟气中的飞灰浓度越大。 (2)根据上式，随着烟

30、气的流动和漏风，烟气中飞灰浓度越来越低。 22. 热处理工艺过程都由下列哪几个阶段组成?( )A、充气B、加热C、保温D、冷却参考答案：BCD23. 分析W形火焰锅炉与循环流化床锅炉的区别。分析W形火焰锅炉与循环流化床锅炉的区别。(1)W形火焰锅炉与煤粉锅炉都可以作为电站锅炉。 (2)W形火焰锅炉与煤粉锅炉都可以燃用挥发分含量很低的无烟煤。 (3)W形火焰锅炉是煤粉炉，燃烧温度较高，烟气中的热力型NOx含量较高，燃烧技术成熟，风机电耗小； (4)循环流化床锅炉是流太化燃烧锅炉，燃料颗粒粒径较大，烟气中的热力型NOx含量很低，燃烧技术不完全成熟，风机电耗大； (5)W形火焰锅炉是煤粉炉，只能燃烧

31、煤等固体燃料。 (6)循环流化床锅炉可以燃烧煤、生物质、垃圾等各种固体燃料。 24. 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。25. 在下列三种材料中，( )最适合制造锉刀。A.T8A钢B.T10钢C.T12钢参考答案：C26. 再热器中的水蒸气是否过热？说明其原因。再热器中的水蒸气是否过热？说明其原因。再热器是锅炉受热面的名称。再热器中流动的是低压过热蒸汽，所谓再热蒸汽参数指的是再热器中流动的、被加热的低压过热蒸汽。27. 回火的目的：降低淬火钢的脆性，减少

32、或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。( )A、错误B、正确参考答案：B28. 间隙固溶体只能为有限固溶体，置换固溶体可以是无限固溶体。( )A.错误B.正确参考答案：B29. 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。

33、9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数t()u10-6kg/(ms)cpkJ/(kgK)10-3W/(mK)t()u10-6kg/(ms)cpkJ/(kgK)10-3W/(mK)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() P

34、r 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

35、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。 30. 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D.次碳钢参考答案：ABC31. 已知一直径d=1mm的铜导线，其电阻值=0.019mm2/m，通过电流I=25A&39;，假定导线横截面上温度分布均匀，忽略已知一直径d=1mm的铜导线，其电阻值=0.019mm2/m，通过电流I=25A，假定导线横截面上温度分布均匀，忽略长度方向的温度变化。试写出其导线温度变化的微分方程，并确定导线刚通电瞬间的温度变化率。图给出了导线非稳态导热

36、某一微元段示意图。 对导线的任一微元段dx建立热平衡，可得： (1) 由文献1的附录7以及金属材料物性表可以查得，纯铜导线的比热容cP=384J/(kgK)，密度=8954kg/m3，式中P表示周长，Ac表示横截面积，tf表示空气温度，h表示导线的表面传热系数。 =t-tf，则式(1)可以简化为： 当导线刚通电瞬时=0，=t-tf=0，则温度变化率为： 32. 分析自然循环锅炉循环回路的自补偿特性的变化规律。分析自然循环锅炉循环回路的自补偿特性的变化规律。(1)随着锅炉负荷的提高，炉膛的温度有所提高，水冷壁的吸热量增加，水冷壁中汽水混合物的蒸汽份额增加，下降管和水冷壁组成的上升管之间的密度差增

37、加，自然循环水动力增加，在这个锅炉负荷变化阶段，循环流速随着锅炉负荷的提高而逐渐提高，这种性质称为自然循环的水动力特性。 (2)如果锅炉炉膛的热负荷继续提高，由于水冷壁中的汽水混合物中蒸汽份额的继续提高，汽水混合物的容积流量会大大增加，汽水混合物的流速也会大大增加，此时汽水混合物的流动阻力与流速的平方成正比，即汽水混合物的流动阻力增加速度超过了炉膛热负荷的增加速度，水冷壁的循环流速随着锅炉负荷的继续提高而降低。在这个负荷变化阶段中，自然循环锅炉不具备自补偿特性。 (3)自然循环锅炉要进行水动力校核计算，保证锅炉在全负荷范围内工作在自补偿特性区间内。 33. 分析燃烧煤需要的实际烟气量煤的发热量

38、与元素分析和工业分析成分之间的换算关系。分析燃烧煤需要的实际烟气量煤的发热量与元素分析和工业分析成分之间的换算关系。由式 Vy=Vy0+1.0161(-1)Vom3/kg(标准状态下) 由上式可见： (1)煤的发热量越高，理论空气量越大，实际烟气量越大。 (2)煤的挥发分含量越低，理论烟气量越大，实际烟气量越大。 (3)煤的挥发分含量越低，过量空气系数越大，实际烟气量越大。 34. 已知某电厂1025t/h锅炉(300MW机组)燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h。收到基氮元素已知某电厂1025t/h锅炉(300MW机组)燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃

39、煤消耗量为B=125.11t/h。收到基氮元素含量为Nar=1.02%，如果不采取脱硝措施，计算该锅炉每年(运行7000h)的氮氧化物排放量。(1)氮元素氧化后生成的产物主要为NO。燃烧反应方程式 (2)假定煤种所有的氮元素全部转化成NO排放到大气中，则每年运行7000h的NO排放量为 (1)如果不采取脱硫措施，1台1025t/h锅炉燃烧西山贫煤每年排放的NO约为19142t/a。 (2) NO是一种酸性气体，与空气中SO3等气体作用形成酸雨降低农作物的产量、危害人类和动物的健康。因此必须对燃煤电厂产生的NO进行净化处理。 (3)目前国内广泛使用的脱硫技术有：选择性催化还原法；选择性非催化还原

40、法等。 35. 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

41、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。 36. 金属材料的化学性能包括( )。A.耐腐性B.抗氧化性C.化学稳定性D.导热性参考答案：ABC37. 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

42、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。 38. 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零39. 常用的合金铸铁有( )。A.抗磨铸铁B.耐热铸铁C.耐腐蚀铸铁D.球墨铸铁参考答案：ABC40. 球墨铸铁常用的热处理工艺有( )。A.退火B.正火C.调质D.贝氏体等温淬火参考答案：

43、ABCD41. 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、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

44、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。 43. 欲设计一台空气冷却器，空气在壳侧流动，空气进口温度为，出口

45、温度为，进口处空气体积流量4.68m3/s，平均定压比欲设计一台空气冷却器，空气在壳侧流动，空气进口温度为，出口温度为，进口处空气体积流量4.68m3/s，平均定压比热C1=1009J/(kgK)。冷却水在管内流动，进口水温，出口水温。为了强化传热，采用铜质环肋的肋片管，其基管外径do=26mm，壁厚=1mm，肋化系数(加肋后肋片侧总表面积与该侧未加肋时的表面积之比)=9.6，肋面总效率0=0.91，材料导热系数=398W/(mK)。该冷却器的总管数为108根，水侧流程数为4，空气侧流程数为1。空气与冷却水的流动方向相反。已知空气侧表面传热系数ho=206W/(mK)。试求：查空气物性，得11

46、0时，=0.922kg/m3。 空气质量流量：m2=4.680.922=4.315kg/s 冷却水质量流量： 传热量：$冷却水流速： 流动状态为紊流：Nuf=0.023Ref0.8Prfn=0.023244000.84.86500.4=140.11 纯逆流时， 这是两侧流体均不混合的情况，按P、R值，查得t=0.99 管壳换热器中温差：tm=0.9931.41=31.1 管中光壁侧面积A1，圆管外加肋片时的传热量为： 上式变换： 整理得： =8.153m2 44. 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

47、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。 45. 分析煤粉锅炉炉膛尺寸确定过程。分析煤粉锅炉炉膛尺寸确定过程。(1)根据锅炉的主蒸汽、再热蒸汽的压力、温度、流量，煤的收到基低位发热量和同类型锅炉的锅炉效率确定燃料消耗量。 (2)根据炉膛容积热负荷的推荐值范围确定炉膛容积VL。 (3)根据

48、炉膛截面热负荷的推荐值范围确定炉膛截面积FL。 (4)根据VL，FL确定炉膛高度HL。 (5)根据直流燃烧器或者旋流燃烧器的布置形式确定炉膛截面的宽度a和深度b。 46. 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：ACD47. 分析煤粉管道外敷设保温层的原因。分析煤粉管道外敷设保温层的原因。自然环境的温度在-3040之间变化，煤粉管道中的空气、煤粉混合物含有大量水分，如果煤粉管道温度太低，可能造成水分在煤粉管道内壁结露，进而发展成煤粉管道堵塞故障。因此无论是中间储仓式制粉系统还是直吹式之分系统的煤粉管道都必须在煤粉管道外敷设必要的保温层。48. 重

49、油理论空气量计算。已知液体燃料的理论空气量 Vo=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oarm3/kg(标准状重油理论空气量计算。已知液体燃料的理论空气量Vo=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oarm3/kg(标准状态下)(5-4)计算重油的理论空气量。将重油元素分析代入式(5-4)得到各种重油的理论空气量，将计算结果汇总于下表。 我国部分重油的理论空气量 序号 重油产地 Cdaf (%) Hdaf(%) Sdaf(%) Odaf(%) Ndaf(%) Qar,net(kJ/kg) Vom3/kg(标准状态下) 1 大

50、庆原油常压重油 87.57 12.26 0.17 0 0 42341 11.04 2 山东原油常压重油 85.78 11.72 1.32 0 0 41303 10.78 3 大港原油常压重油 87.91 11.91 0.18 0 0 42144 10.98 4 江汉原油常压重油 84.83 12.17 3 0 0 41629 10.87 5 玉门原油常压重油 88.03 11.76 0.21 0 0 41985 10.95 6 克拉玛依原油常压重油 87.57 12.29 0.14 0 0 42370 11.05(1)重油的理论空气量高于煤的理论空气量。原因是重油的收到基低位发热量高于煤的收到

51、基低位发热量。 (2)在重油系列中，发热量越高的重油，理论空气量也越大。 (3)在锅炉启动或者低负荷运行时，为了维持炉膛内着火的稳定性，需要投入油枪(油燃烧器)，此时空燃比(空气与燃料的流量之比)应当有所提高。 49. 从氨压缩机来的1013MPa、30的氨按下述不同的过程膨胀到01013MPa，试求经过膨胀后的温度为多少?(从氨压缩机来的1013MPa、30的氨按下述不同的过程膨胀到01013MPa，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。50. 焊接

52、按焊接的过程特点可分为哪几类?( )A、熔焊B、高压焊C、压焊D、钎焊参考答案：ACD51. 简述正常和非正常火焰传播速度的差别。简述正常和非正常火焰传播速度的差别。正常和非正常火焰传播速度大约为413m/s。爆燃火焰传播速度为10003000m/s，爆燃的同时会引起压力增加到20.67atm以上。52. 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

53、mnjs=7000542=3794000(t/a) (2)该300MW汽轮机组每年运行7000h需要的冷却水量 mlqs=50Mnjs=1.879108(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。 53. 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：B54. 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

54、物、饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽。 (3)在机组启动过程中实现锅炉各受热面之间以及锅炉与汽轮机时间工质参数的配合。 55. 电弧炉主要用于冶炼高质量的合金钢。( )A.错误B.正确参考答案：B56. 焊接时在被焊工件的结合处产生( )，使两分离的工件连为一体。A、机械力B、原子间结合力C、粘结力D、A、B和C参考答案：B57. 低合金钢按主要质量等级可分为( )。A.普通质量低合金钢B.优质低合金钢C.特殊质量低合金钢D.铁道用低合金钢参考答案：ABC58. 已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的省煤器布置：51排3管圈，直径6011，BRL工况：再热蒸汽流量Dsm=935t/已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的省煤器布置：51排3管圈，直径6011，BRL工况：再热蒸汽流量Dsm=935t/h，省煤器入口压力19.6MPa，出口压力19.5MPa，给水温度270，出口水温286。计算壁式省煤器的质量流速和入口、出口蒸汽流速。查水特性表，19.6MPa，270，入口水蒸气比体积为v1=0.001272m3/kg。 质量流速 省煤器入口给水流动速度 1=v1=14970.001272=1.904(m/s) 查水蒸气特性表，19.5MPa，286，出口水比体积为v2=0.0013165m3/kg。低温再热器入口蒸汽流动速度 2=v2=14