东北大学21春《金属学与热处理基础》在线作业三满分答案100

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1、东北大学21春金属学与热处理基础在线作业三满分答案1. 查阅相关文献，在水和水蒸气热力性质图表的基础上计算1.3、3.9、9.8、13.7、16.8、27.4MPa的水蒸气动力循环中锅炉查阅相关文献，在水和水蒸气热力性质图表的基础上计算1.3、3.9、9.8、13.7、16.8、27.4MPa的水蒸气动力循环中锅炉的给水加热、蒸发、过热、再热吸热比例，并对计算结果进行分析和讨论。参照工程热力学和锅炉原理相关知识，假设水蒸气的膨胀为等熵膨胀，可以得到下表的计算结果。其中为再热蒸汽流量与主蒸汽流量之比，下标1、2、gs分别表示过热蒸汽、再热蒸汽、给水。 不同压力的水蒸气动力循环的加热、蒸发、过热、

2、再热比例 p1(MPa) p2(MPa) t1() t2() tgs() 总焓增(kJ/kg) 1.3 300 105 2602.6 3.9 450 150 2698.0 9.8 540 215 2555.8 13.7 2.74 540 540 240 2829.7 16.8 3.36 540 540 270 2685.4 27.4 5.48 605 605 280 2807.7 p1(MPa) 吸热量比例(%) (%) 加热 蒸发 过热 再热 1.3 14.4 75.8 9.9 0 0 3.9 16.5 63.8 19.7 0 0 9.8 18.6 52.0 29.3 0 0 13.7 18

3、.4 32.0 34.3 15.2 75.0 16.8 18.6 32.5 31.6 17.3 78.5 27.4 27.5 0 52.9 19.6 83.0 由下表可得如下结论： (1)随着锅炉压力的提高，给水加热吸收的热量比例越来越高，因此省煤器受热面积会随着锅炉压力的提高而增加。 (2)随着锅炉压力的提高，蒸发吸热的比例越来越低；超临界压力锅炉的蒸发吸热比例为0，即随着锅炉压力的提高，将单位质量的水蒸发为水蒸气吸收的热量越来越少。因此要扩大锅炉的容量，必须提高锅炉蒸汽的压力。 (3)随着锅炉压力的提高，过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例逐步提高。特别是超临界压力锅炉，过热蒸汽吸热比例超过50%。

4、这样就可以将更多的过热器布置在炉膛里。考虑的再热器调温的问题，也可以将一部分再热器布置在炉膛里。 (4)本题的计算结果作了如下假设，水蒸气的膨胀过程为等熵膨胀。 (5)图11-2是上表的直观描述。在超临界压力锅炉中，过热蒸汽的吸热比例很大，因此超临界压力锅炉过热器的汽温特性可能是辐射受热面特性：锅炉负荷越高，过热蒸汽的温度越低。 2. 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

5、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，18.5M

6、Pa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0.5MPa，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

7、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(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

8、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 12576 68 78 174.2 1.39 2.78 1025 167674 13588 73 73 276.1 2.2 2.21 3. 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，

9、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110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：$

10、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 4. 已知磨损系数a=1410-9mms3/(gh)，飞灰浓度不均匀系数ku=1.0，烟气速度场不均匀系数kw=1.0，管束计算断面出已知磨损系数a=1410-9mms3/(gh)，飞灰浓度不均匀系数ku=1.0，烟气速度场不均匀系数kw=1.0，管束计算断

11、面出的烟气飞灰浓度u(g/m3)管束间最窄处烟气流速=11.5m/s，运行时间=28000h，锅炉额定负荷时烟气流速与平均运行负荷时的烟气流速之比kD=1.15，碳钢管的抗磨系数M=1.0，灰粒碰撞管壁的频率因子=0.15。横向节距s1=142mm，管径d=51mm。灰粒碰撞管壁的频率因子=0.15，计算燃烧贫煤的锅炉省煤器管壁的最大磨损厚度并对计算结果进行分析与讨论。对于贫煤有 R90=2+0.51.1Vdaf% (8-6) 将数据代入式(8-6)得到R90的数值。管壁的最大磨损厚度为 (8-7) 将已知条件和无烟煤燃烧在省煤器出口处的飞灰浓度表的数据带入式(8-7)，得到下表。 燃烧贫煤的

12、锅炉省煤器烟气走廊处管子的磨损速度(运行28000h) 序号 煤种 Vdaf(%) R90(%) u(kg/kg) (kg/m3) u(g/m3) Emax(um) 1 西山贫煤 15 10.25 0.0134 0.4566 6.127 44.0 2 淄博贫煤 13 9.15 0.0156 0.4566 7.138 47.5 3 芙蓉贫煤 13.3 9.315 0.0167 0.4566 7.641 51.4(1)假定锅炉每年运行7000h，运行4年以后，燃烧贫煤的锅炉省煤器的最大磨损厚度在4451.4um之间。 (2)如果存在烟气走廊，则烟气流速会大大提高。根据式(8-7)，最大磨损量与烟气

13、流速的3.3次幂成正比。因此要在省煤器区域回避烟气走廊或者增设防磨装置。 5. 有一制冷剂为氨且制冷能力为104kJ的压缩机，在下列条件下工作：蒸发温度为一15，冷凝温度为25，过有一制冷剂为氨且制冷能力为104kJ的压缩机，在下列条件下工作：蒸发温度为一15，冷凝温度为25，过冷度为5。假设压缩机吸入的是干饱和蒸气，试计算：(1)制冷剂循环速率；(2)压缩机理论功率；(3)制冷系数。并将以上结果与不过冷情况比较，说明什么问题?正确答案：(1)制冷剂的循环量为897kgh；(2)压缩机功率为1794kJh；(3)制冷系数为558。rn 过冷情况: (1)制冷剂的循环量为855kgh；(2)压缩

14、机功率为1710kJh；(3)制冷系数为585。 rn 与不过冷相比相同冷冻量下过冷所用制冷剂循环量较少压缩机功耗低循环制冷系数高。实际应用中抽出一部分制冷量来对制冷剂过冷可以提高制冷效率。(1)制冷剂的循环量为897kgh；(2)压缩机功率为1794kJh；(3)制冷系数为558。过冷情况:(1)制冷剂的循环量为855kgh；(2)压缩机功率为1710kJh；(3)制冷系数为585。与不过冷相比,相同冷冻量下,过冷所用制冷剂循环量较少,压缩机功耗低,循环制冷系数高。实际应用中,抽出一部分制冷量来对制冷剂过冷,可以提高制冷效率。6. 设冬季某采暖管道的外径d=32mm，采用聚四氟乙烯塑料板作为

15、保温层是否合适?已知保温层外表面与空气之间的表面设冬季某采暖管道的外径d=32mm，采用聚四氟乙烯塑料板作为保温层是否合适?已知保温层外表面与空气之间的表面传热系数h=10W/(m2K)。分析采用聚四氟乙烯塑料板作为保温层是否合适的关键在于判断该材料是否能起到保温作用。只有在管道的外径大于临界热绝缘直径的情况下，敷设保温材料才能有效起到保温作用。因此，本题需要计算聚四氟乙烯塑料板的临界热绝缘直径。查文献1的附录7可知，聚四氟乙烯塑料板的导热系数等于=0.25W/(mK)，依据临界热绝缘直径计算公式可得： 因为ddc，所以在上述条件下，采用聚四氟乙烯塑料板作为保温层不合适，需要选择导热系数更小的

16、保温材料。根据多层圆筒壁热阻的变化规律，在管道外侧设置导热系数低的材料并不一定能有效起到保温作用，是否能起到保温作用还取决于管道外径与临界热绝缘直径的大小关系。请思考是在管径偏小还是管径偏大时需要考虑临界热绝缘直径。 7. 金属的力学性能主要有以下哪些?( )A、强度B、硬度C、塑性D、厚度参考答案：ABC8. 分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高。分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高。燃烧贫煤的锅炉热风温度高，因此省煤器的吸热比例会有所降低，水冷壁中的热水段高度

17、会增加，锅炉的蒸发量会偏小。为了维持锅炉的额定蒸发量，必须多投燃煤，因此燃烧贫煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较低。 燃烧烟煤的锅炉热风温度较低，因此省煤器的吸热比例会有所增加，水冷壁中的热水段高度会降低，锅炉的蒸发量会较大，因此燃烧烟煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较高。 9. 下列三种材料，( )最适合制造小弹簧。A.08F钢B.70钢C.45钢参考答案：B10. 简述超临界锅炉调节再热蒸汽温度的措施。简述超临界锅炉调节再热蒸汽温度的措施。(1)调解煤水比m。煤水比增加，再热蒸汽温度升高；降低煤水比，再热蒸汽温度降低。 (2)摆动燃烧器喷嘴。燃烧器喷嘴向上摆动，

18、再热蒸汽温度升高；燃烧器喷嘴向下摆动，再热蒸汽温度降低。如果低温再热器是壁式再热器，调温效果比较明显；如果低温再热器布置在尾部烟道，再热蒸汽温度调节效果不明显。 (3)调整卫燃带。燃烧器区域增设卫燃带可以稳定燃烧，同时降低水冷壁的吸热比例，提高再热器的吸热比例。降低水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量降低；提高再热器的吸热比例，再热蒸汽温度提高。燃烧器区域区去掉一部分卫燃带可以提高水冷壁的吸热比例，降低再热器的吸热比例。提高水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量增加；降低再热器的吸热比例，再热蒸汽温度降低。 (4)调解尾部烟道烟气挡板开度。增加低温再热器侧烟气挡板开度，流过低温再热器的烟气流量增加，低温

19、再热器的吸热比例提高，再热蒸汽温度提高。减小低温再热器侧烟气挡板开度，流过低温再热器的烟气流量降低，低温再热器的吸热比例降低，再热蒸汽温度降低。 11. 简述受热面热有效系数的取值方法。简述受热面热有效系数的取值方法。顺列布置得对流过热器、凝渣管、再热器、直流锅炉过渡区，燃用贫煤、无烟煤时，=0.6；燃用烟煤、褐煤、洗中煤时，=0.65；燃用油页岩时，=0.6。12. 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

20、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。 13. 根据省煤器出口水温查阅各种压力下省煤器中的出口水焓，分析其结果。根据省煤器出口水温查阅各种压力下省煤器中的出口水焓，分析其结果。下表所示我不同压力下省煤器出口水温、压力与出口水焓 省煤器出口水温、压力与出口水焓 蒸汽压力 (MPa) 给水温度() 给水焓(kJ/kg) 省煤器出口水温() 省煤器出口水焓(kJ/kg) 饱和温度() 9.9 215 923.53 256 1114.6 318.0

21、8 13.8 235 1016.08 285 1258.18 344.79 17.7 265 1157.81 304 1355.98 363.63 25.4 286 1259.42 366 1738 384.4(1)压力越高的锅炉蒸发吸热量在工质总吸热量中的比例越小，因此，必须提高省煤器出口水温，以便使水冷壁的吸热量能产生足量的蒸汽。 (2)临界压力以下的锅炉，省煤器出口水温按照距离饱和温度60的原则确定。 (3)超临界压力锅炉的省煤器出口水温按照比拟临界温度对应的焓小380kJ/kg确定。 14. 通常不需要型芯和浇注系统即可获得空心旋转体铸件的铸造方法是( )。A、熔模铸造B、压力铸造C、

22、金属型铸造D、离心铸造参考答案：A15. 铁碳合金相图上的PSK线，用代号( )表示。A.A1B.AcmC.A3参考答案：A16. 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、正确参考答案：A17. 简述过热器和再热器的结构形式。简述过热器和再热器的结构形式。(1)按照烟气和工质的流动方向，过热器和再热器分为顺流和逆流两种形式。 (2)按照传热方式，过热器和再热器分为对流式、辐射式、半辐射式三种形式。 18. 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

23、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。 (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。 19. 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。 (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

24、工质参数的配合。 20. 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

25、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。 21. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的回转式空气预热器烟气流通截面为Fy=47.33m2，烟气入口温度为1=398.8，烟气出已知某台1025t/h锅炉BRL工况的回转式空气预热器烟气流通截面为Fy=47.33m2，烟气入口温度为1=398.8，烟气出口温度为2=139.4，炉膛烟气量为Vy=7.9569m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为B=125.11t/h。试计算回转式空气预热器的平均烟气流速。(1)计算烟气流量 (2)计算烟气平均流速 (1)本题计算的1025t/h锅炉回转式空

26、气预热器的烟气平均流速为11.6m/s，比省煤器烟气速度有较大幅度的降低，原因是省煤器管子沿着宽度方向的片数遮减少，烟气通截面积增加、烟气温度降低。 (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。 22. 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：ABC23. 合金工具钢包括下列哪些?( )A、合金刃具钢B、合金磨具钢C、合金量具钢D、高速钢参考答案：ABCD24. 简述烟气量计算过程中没有将水蒸气纳入三原子气体范畴的原因。简述

27、烟气量计算过程中没有将水蒸气纳入三原子气体范畴的原因。1kg煤燃烧生成的二氧化碳和二氧化硫气体的体积是常数。而水蒸气的体积与烟气流程有关，也与空气的含湿量有关。此外水蒸气体积与是否使用油燃烧器以及是否使用蒸汽吹灰设备有关。因此，水蒸气的体积没有纳入烟气中三原子气体体积的范畴。25. 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

28、;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)

29、 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 26. 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。 27. 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。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

30、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。28. 当铸件某部位是白口铸铁时，将加热850-950保温，目的是( )A、石墨细化B、石墨分解C、渗碳体分解为石墨D、石墨分解为渗碳体日参考答案：C29. 铁碳合金相图上的共晶线是( )。A.ECF线B.ACD线C.PSK线参考答案：A30. 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。31. 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：A32.

31、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：ABCD33. 分析低NOx燃烧技术与烟气中CO含量的关系。分析低NOx燃烧技术与烟气中CO含量的关系。(1)低NOx燃烧技术就是在主燃烧区域形成弱还原性气氛的缺氧燃烧。 (2)由于缺氧燃烧，必然增加了挥发分的热解和焦炭燃烧过程中形成的CO气体含量。 (3)烟气中的CO是一种可以燃烧的气体燃料，如果烟气中的CO浓度偏高，就会形成较多的化学不完全燃烧损失，降低燃烧效率，锅炉效率和火力发电厂净效率。 (4)对固态排渣煤粉炉，低NOx燃烧技术会造成烟气中CO度的提高；对液态排渣煤粉炉，由于炉膛温度较高，低NOx

32、燃烧技术造成烟气中CO浓度的提高幅度较小。 34. 按所有、用气体的不同，气体保护电弧焊有氩弧焊和二氧化碳气体保护焊等。( )A、错误B、正确参考答案：B35. 分析再热器不宜使用喷水减温的方式进行调温的原因。分析再热器不宜使用喷水减温的方式进行调温的原因。再热器的工作压力比较低，如果用喷水减温方式对再热器进行调温，会增加再热循环的蒸汽流量，即增加了低压蒸汽循环的份额，从而在总体上降低实际水蒸气热力循环的效率。表现为电厂净效率的下降，所以再热器不宜使用喷水减温的方式进行调温。36. 求用简单林德循环制1kg液态空气所消耗的能量，其操作条件如下： (1)初态温度为288K，压缩后的终压求用简单林

33、德循环制1kg液态空气所消耗的能量，其操作条件如下： (1)初态温度为288K，压缩后的终压力5065MPa； (2)初态温度为288K，压缩后的终压为2026MPa； 上述两种情况都膨胀到01013MPa，不考虑冷损失及温度损失，空气视为理想气体。正确答案：(1)消耗功为53793kJkg；(2)消耗功为72876kJkg。(1)消耗功为53793kJkg；(2)消耗功为72876kJkg。37. 假设过量空气系数，渣油的过量空气系数=1.02。计算气体燃料的空燃比。假设过量空气系数，渣油的过量空气系数=1.02。计算气体燃料的空燃比。已知理论空气量，则理论空燃比 S0=1.293Vo/kg

34、/kg (5-16) 设过量空气系数为，则锅炉燃烧过程中的实际空燃比 S=1.293Vo/kg/kg (5-17) 气体燃料的平均摩尔质量 mW=iMWixikg/kmol (5-18) 气体燃料的密度 将已知条件以及我国部分气体燃料的理论空气量表的数据代入式(5-16)式(5-18)得到下表。 国内部分气体燃料的理论与实际空燃比 序号 重油产地 Vom3/m3 (标准状态下) Qar,net(kJ/m3) S0(kg/kg) S(kg/kg) 1 气田煤气 9.49 35600 16.74 1.02 17.08 2 油田煤气 10.33 38270 15.70 1.02 16.01 3 液化

35、石油气 20.24 104670 15.84 1.02 16.16 4 高炉煤气 0.77 3678 0.76 1.02 0.78 5 发生炉煤气 1.18 5650 1.33 1.02 1.35(1)气体燃料的理论空燃比变化范围是0.7616.74，发热量越高，理论空燃比越高。 (2)气体燃料的实际空燃比大约在0.7817.08之间，发热量越高，实际空燃比越高。 (3)在发热量接近的条件下，气体燃料的空燃比大于液体燃料的空燃比。 38. 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：A39. 从各种煤的着火温度分析煤粉炉与层燃炉

36、、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，700800；烟煤，400500；褐煤，250450。煤粉气流的着火温度：无烟煤，1000；贫煤，900；烟煤，650840；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。 40. 焊接按焊接的过程特点

37、可分为哪几类?( )A、熔焊B、高压焊C、压焊D、钎焊参考答案：ACD41. 铸件有哪些特点?( )A、适应性广B、生产成本低C、铸件质量低D、形状和尺寸精度也低参考答案：ABCD42. 分析随着锅炉容量增加，高压加热器蒸汽温度提高的原因。分析随着锅炉容量增加，高压加热器蒸汽温度提高的原因。(1)锅炉的容量越大(即蒸汽流量D越大)，水蒸气的压力越高，对应的水的饱和温度以及给水温度就越高。 (2)为了维持较高的给水温度，必须提高高压加热器的热源温度，即提高高压缸抽汽的压力，如图1-1所示。 43. 同一种金属在固态下随温度的变化由一种晶格类型转变为另外一种晶格类型的转变过程称为金属的同素异构转变

38、。( )A、错误B、正确参考答案：B44. 可锻铸铁中的团絮状石墨由下述方式获得( )。A、由白口铸铁经高温退火从渗碳体分解而得到B、直接从液体中结晶而得C、由灰口铸铁经锻造而得D、上述说法都不对参考答案：A45. 熔炼铁液时加溶剂作用是催化剂。( )A、错误B、正确参考答案：A46. 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

39、发吸热比例rzf和热水段吸热比例rrs为 rrs=100-rzf100% 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

40、.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.

41、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

42、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 24

43、65.4 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

44、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。 47. 下列三种材料，( )最适合制造齿轮。A.08F钢B.70钢C.45钢参考答案：C48. 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50

45、kg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 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。 49. 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：B50. 渗碳体为( )晶格。A.体心立方B.面心立方C.密排六

46、方D.复杂参考答案：D51. 金属材料的性能包括( )。A.使用性能B.力学性能C.工艺性能D.化学性能参考答案：AC52. 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：ACD53. MPS中速磨煤机出力计算。 BM=BM0fHfRfMfAfgfet/h (4-7) 已知某台1913 t/h超临界压力锅炉配有6台ZGM113N型MPS中速磨煤机出力计算。BM=BM0fHfRfMfAfgfet/h(4-7)已知某台1913 t/h超临界压力锅炉配有6台ZGM113N型中速磨煤机，5台运行，1台备用。当地大气压力p=101kPa，BRL工况时的燃料消耗量B=236

47、.55t/h，理论空气量为Vo=5.69Nm3/kg。燃煤的Vdaf=24.75%，Qar,net=21981kJ/kg，HGI=78，Mar=9.9%，Aar=23.72%。试计算每台磨煤机的出力并对计算结果进行分析与讨论。(1)计算燃料可磨性修正系数 fH=(HGI/50)0.57=(78/50)0.57=1.288 (2)计算煤粉细度修正系数。烟煤煤粉的均匀性指数为1.15 R90=4+0.51.15Vdaf=18.23(%) (3)计算原煤水分修正系数。取Mt=Mar=9.9% fM=1+0.0114(10-Mt)=1.00114 (4)计算原煤灰分修正系数 fA=1+0.005(20

48、-Aar)=0.9814 (5)根据DL/T5145-2002，原煤粒径修正系数 fg=1.0 (6)碾磨件磨损至中后期时出力降低系数。见产品说明书 fe=0.991 (7)根据ZGM113N产品说明书。磨煤机基本出力(按照ZGM95G假设，目前ZGM113N没有数据) BM0=42t/h 将以上结果代入式(4-7)得到磨煤机的出力 BM=51.3t/h(1)本台1913t/h超临界锅炉BRL工况的燃煤消耗量为B=236.55t/h，配有6台ZGM113N型中速磨煤机。5台运行，1台备用。每台磨煤机的最小出力为47.31t/h，小于计算结果51.3t/h，因此磨煤出力足够大。 (2)需要对通风

49、量做进一步计算。 54. 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%。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/(kgK)。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

50、，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.

51、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。 55. 气焊中焊接火焰有哪几种形式?( )A、中性焰B、氧化焰C、氮化焰D、碳化焰参考答案：ABD56. 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：D57. 洛氏硬度值的正确表示方法为( )。A、HRC55B

52、、HRC55kg/mmC、55HRCD、55HRCkg/mm参考答案：C58. 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：A59. 分析高压加热器的投停对再热蒸汽温度的影响。分析高压加热器的投停对再热蒸汽温度的影响。(1)高压加热器的投运，必然增加高压缸的抽汽量，再热蒸汽的流量就会下降，再热器的吸热能力不变，单位质量的再热蒸汽的焓增提高，再热蒸汽温度提高。 (2)高压加热器的停运，必然降低高压缸的抽汽量，再热蒸汽的流量就会提高，再热器的吸热能力不变，单位质量的再热蒸汽的焓增降低，再热蒸汽温度降低。 60. 根据金属材料在磁场中受到的磁化程度的不同，可分为( )。A.铁磁性材料B.顺磁性材料C.磁性材料D.抗磁性材料参考答案：ABCD