东北大学21春《金属学与热处理基础》离线作业1辅导答案93

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1、东北大学21春金属学与热处理基础离线作业1辅导答案1. 简述煤的工业分析成分与元素分析成分的关系。简述煤的工业分析成分与元素分析成分的关系。(1)煤的工业分析成分包括固定碳、挥发分、水分、灰分。 (2)煤的元素分析成分包括水分、灰分、碳、氢、氧、氮、硫。 (3)工业分析成分与元素分析成分的关系：元素分析的碳元素的一部分以及全部的氢、氧、氮、硫元素全部包括在工业分析的挥发分中，其余的碳元素以工业分析的固定碳形式存在。 2. 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

2、。3. 已知锅炉水质标准如下表所示。 锅炉水质标准 (ug/kg) 盐 汽包锅炉 直流锅炉 盐 汽包锅已知锅炉水质标准如下表所示。锅炉水质标准 (ug/kg)盐汽包锅炉直流锅炉盐汽包锅炉直流锅炉SiO2202Fe201Na100.5Cu51计算BMCR工况，一台2008t/h亚临界压力锅炉每小时的给水溶盐量和一台1950t/h超临界锅炉每小时的给水溶盐量。(1)计算BMCR工况，一台2008t/h亚临界压力锅炉每小时的给水溶盐量。 1)SiO2溶解量 m1,SiO2=D100020/106=40.16(g/h) 2)Na溶解量 m1,Na=D100010/106=20.08(g/h) 3)Fe

3、溶解量 m1,Fe=D100020/106=40.16(g/h) 4)Cu溶解量 m1,Cu=D100050/106=10.04(g/h)内径dn=34.93-26.21=22.51(mm)，质量流速 (2)计算BMCR工况，一台1950t/h超临界压力锅炉每小时的给水溶盐量。 1)SiO2溶解量 m1,SiO2=D10002/106=3.9(g/h) 2)Na溶解量 m1,Na=D10000.5/106=0.975 (g/h) 3)Fe溶解量 m1,Fe=D10001/106=1.95(g/h) 4)Cu溶解量 m1,Cu=D10001/106=1.95(g/h)(1)本题计算的两台600W

4、M级锅炉中，亚临界压力锅炉的给水溶盐量大大高于超临界锅炉给水的溶盐量。 (2)超临界压力600MW锅炉的SiO2给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的9.71%。 (3)超临界压力600MW锅炉的Na给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的4.86%。 (4)超临界压力600MW锅炉的Fe给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的4.86%。 (5)超临界压力600MW锅炉的Cu给水溶盐量只有亚临界压力600MW锅炉的19.42%。 4. 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

5、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、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 1

6、3.7 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 18.4 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

7、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%。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

8、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。 5. 分析过热蒸汽的温度、压力对再热蒸汽温度的影响。分析过热蒸汽的温度、压力对再热蒸汽温度的影响。(1)主蒸汽温度越高，高压缸排汽温度越高，再热蒸汽温度越高。 (2)主蒸汽压力越低，高压缸做功能力越小，再热蒸汽温度越高。 6. 回火的目的：降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，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：B7. 金属材料抵抗永久变形的能力，称为( )。A.硬度B.塑性C.强度参考答案：C8. 已知某电厂1025th锅炉燃用的煤种为太原西山贫

9、煤。Qar,net=21440kJkg。BRL工况燃煤消耗量为B=125.11th。计算已知某电厂1025t/h锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤。Qar,net=21440kJ/kg。BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h。计算该电厂一台1025t/h锅炉每小时消耗的标准煤质量。答：1台1025t/h锅炉BRL工况的西山贫煤年消耗量为875770t/h，即87.58万t。9. 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，进口处空气体积流量4.68m3/s，平均

10、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：$冷却水流速： 流动状态为紊流：Nuf=0

11、.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 10. 假设过量空气系数，重油的过量空气系数=1.05。计算重油的空燃比。假设过量空气系数，重油的过量空气系数=1.05。计算重油的空燃比。已知理论空气量，则理论空燃比 S0=1.293Vokg/kg (5-10) 设过量空气系数为，则锅炉燃烧过程中的实际空燃比 S=1.293Vokg/kg (5

12、-11) 将已知条件以及我国部分重油的理论空气量表的数据代入式(5-10)和式(5-11)得到下表。 国内部分重油的理论与实际空燃比 序号 重油产地 Vo(m3/kg (标准状态下) S0(kg/kg) S( kg/kg) 1 大庆原油常压重油 11.04 14.27 1.05 14.99 2 山东原油常压重油 10.78 13.93 1.05 14.63 3 大港原油常压重油 10.98 14.19 1.05 14.90 4 江汉原油常压重油 10.87 14.05 1.05 14.75 5 玉门原油常压重油 10.95 14.16 1.05 14.87 6 克拉玛依原油常压重油 11.05

13、 14.28 1.05 15.00(1)重油的理论空燃比大约在14.1左右，比煤的理论空燃比(4.18.4)大。 (2)重油的实际空燃比大约在14.015.0之间，比煤的实际空燃比(5.7610.25)大。 11. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温再热器烟气入口温度为1=886，烟气出口温度为2=811。片数n=58，直径604已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温再热器烟气入口温度为1=886，烟气出口温度为2=811。片数n=58，直径604炉膛烟气量为7.3205m3/kg(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，高温再热

14、器高度hgw-zr=12.0m。试计算高温再热器的平均烟气流速。(1)计算高温再热器所在烟道的流通截面积 F=(a-nd)hgw-zr=118.3(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锅炉高温再热器的烟气平均流速为8.84m/s，比中温再热器烟气速度略有提高，原因是烟气截面的高度降低，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。 12. 铸铁的石墨化就是指从铸铁中结晶析出石墨的过程。( )A、错误

15、B、正确参考答案：B13. 4根据国内主要动力煤的燃料特性系数表以及完全燃烧方程式计算烟气中三原子气体的最大值。4根据国内主要动力煤的燃料特性系数表以及完全燃烧方程式计算烟气中三原子气体的最大值。根据完全燃烧方程式 (a) (b) 合并两式得 (c) 将已知条件和国内主要动力煤的燃料特性系数表的数据代入式(c)得到，炉膛出口处烟气中三原子气体的容积含量RO2max，见下表。 国内主要动力煤燃烧产生的烟气中三原子气体容积份额的最大值 序号 煤种 1 apy RO2; (%) RO2,py(%) RO2(max)(%) 1 开滦烟煤 0.1428 1.10 1.35 16.71 13.6 18.4

16、 2 龙凤洗中煤 0.1362 1.25 1.50 14.79 12.3 18.5 3 抚顺烟煤 0.1361 1.10 1.35 16.80 13.7 18.5 4 平顶山烟煤 0.1297 1.10 1.35 16.90 13.8 18.6 5 新汶烟煤 0.1258 1.10 1.35 16.96 13.8 18.7 6 徐州烟煤 0.1229 1.10 1.35 17.00 13.9 18.7 7 鹤岗洗中煤 0.1207 1.25 1.50 14.99 12.5 18.7 8 开滦洗中煤 0.1205 1.25 1.50 14.99 12.5 18.7 9 大同烟煤 0.1194 1

17、.10 1.35 17.05 13.9 18.8 10 淮南烟煤 0.1185 1.10 1.35 17.07 13.9 18.8 11 萍乡无烟煤 0.1172 1.30 1.55 14.46 12.1 18.8 12 丰广褐煤 0.1110 1.25 1.50 15.12 12.6 18.9 13 阜新烟煤 0.1089 1.25 1.50 15.15 12.6 18.9 14 淄博贫煤 0.1050 1.20 1.45 15.84 13.1 19.0 15 阻泉无烟煤 0.0896 1.30 1.55 14.83 12.4 19.3 16 西山贫煤 0.0866 1.20 1.45 16

18、.11 13.3 19.3 17 义马烟煤 0.834 1.10 1.35 17.62 14.4 19.4 18 芙蓉贫煤 0.0831 1.20 1.45 16.16 13.4 19.4 19 元宝山褐煤 0.0784 1.25 1.50 15.58 13.0 19.5 20 金竹山无烟煤 0.0751 1.30 1.55 15.03 12.6 19.5 21 焦作无烟煤 0.0705 1.30 1.55 15.09 12.7 19.6 22 京西无烟煤 0.0507 1.30 1.55 15.38 12.9 20.0(1)国内主要动力煤燃烧产生的烟气中三原子气体容积份额的最大值随着煤的含碳

19、量的升高而升高。 (2)上表是一张电站锅炉运行和热态调试中可以参考的数据表。如果实际测量的烟气中三原子气体容积份额数据大于表中所列数值，说明测量数据不可信。 14. 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。 15. 测定了异丁醛(1)一水(2)系统在3

20、0时的液液平衡数据是x1=08931，x1=00150。由此计算van Laar常数测定了异丁醛(1)一水(2)系统在30时的液液平衡数据是x1=08931，x1=00150。由此计算van Laar常数。已知30时，p1s=2858kPa，p2s=422 kPa。正确答案：A12=432A21=255。A12=432,A21=255。16. 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。17. 已知设计煤种Qar,net=25000kJ/kg，Vd

21、af=38.0%，锅炉燃料消耗量B=329.6t/h，炉膛容积VL=38871m3。计算外高桥电厂已知设计煤种Qar,net=25000kJ/kg，Vdaf=38.0%，锅炉燃料消耗量B=329.6t/h，炉膛容积VL=38871m3。计算外高桥电厂1000MW(2955t/h)锅炉的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)燃烧烟煤的固态排渣煤粉炉的容积热负荷推荐值为140200kW/m3，大容量锅炉可以选的小一些。 (2)外高桥电厂1000MW(2955t/h)锅炉设计煤种的容积热负荷qV=88.0kW/m3，比推荐值下限低37.17%，说明炉膛容积偏大。炉膛中的受热面

22、(主要是水冷壁)面积偏多。临界压力以下锅炉水冷壁中工质的温度基本上是常数，超临界锅炉水冷壁中工质的温度在从省煤器出口水温升高到汽水分离器温度，因此实际的水冷壁面积偏大幅度可能比本题计算结果小。 18. 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

23、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。 19. WcA、错误B、正确参考答案：A20. 同素异构转变是一个相变过程，有恒定的转变温度，发生晶格类型变化。( )A.错误B.正确参考答案：B21. 分析煤粉仓偶尔发生爆炸事故的原因。分析煤粉仓偶尔发生爆炸事故的原因。(1)煤粉仓是一个较大的空间； (2)如果煤粉仓中存放的是挥发分含量较高的煤粉； (3)如果煤粉仓受到了高温作用就会使一部分挥发分释放出来； (4)来自细粉分离器的煤粉与空气相同，如果煤粉舱中的挥发分含量和氧气含量落在爆炸浓度范围内； (5)只要有明

24、火或者局部高温，煤粉仓中的气体燃料与氧气的混合物就会发生连锁反应形成爆燃，即爆炸。 22. 亚共析钢的淬火加热温度应选择在( )。A.Ac1+3050B.Acm以上C.Ac3+3050参考答案：C23. 渗碳体为( )晶格。A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.复杂参考答案：D24. 纯金属的结晶过程是一个恒温过程。( )A.错误B.正确参考答案：B25. 金属的晶粒大小对其力学性能有重大影响，一般来说，细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度和韧性。( )A、错误B、正确参考答案：B26. 铁碳合金状态图中，最大含碳量为5.69%。( )A、错误B、正确参考答案：A27. 分析煤的发热量与元素

25、分析之间的换算关系。分析煤的发热量与元素分析之间的换算关系。根据式 Qdaf,gr=335Cd.f+1298Hdaf+63Sdaf-105Odaf-21(Ad-10) 当Cdaf95或者Hdaf1.5%时，Cdaf前面的系数取327;当Cdaf不等于77%时，Hdaf前面的系数取1256。 可见碳元素、氢元素、硫元素含量越高，氧元素、干燥基灰分含量越低，煤的干燥无灰基高位发热量越高。 28. 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，过热器的热偏差主要是由于烟气温度沿着炉膛

26、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。 29. ( )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：BCD30. 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：ABC31. 常用的合金铸铁有( )。A.抗磨铸铁B.耐热铸铁C.耐腐蚀铸

27、铁D.球墨铸铁参考答案：ABC32. 活度系数、超额性质都与所采用的归一化有关。活度系数、超额性质都与所采用的归一化有关。此题为判断题(对，错)。正确答案：该两概念都是与理想溶液有关，理想溶液和理想稀溶液就是其两种归一化的参考33. 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

28、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。 34. 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

29、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 H15758 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

30、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)。35. 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。 (

31、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。 36. 熔炼铁液时加溶剂作用是催化剂。( )A、错误B、正确参考答案：A37. 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：B38. 简述亚临界压力

32、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脉动的种类。一根管子的脉动；管组脉动；屏间脉动。39. 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，

33、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。 40. 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炉(300MW)

34、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 质量含汽率x=1

35、/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。 41. 100的饱和水蒸气在0.3m高竖直壁上发生膜状凝结，壁面保持60，试求平均换热系数和每米

36、宽壁上的凝结水量。假定100的饱和水蒸气在0.3m高竖直壁上发生膜状凝结，壁面保持60，试求平均换热系数和每米宽壁上的凝结水量。假定竖直冷壁面改为外径d=40mm，长1m的水平圆管，试计算管外表面平均换热系数和凝结水量。(1)100的饱和水蒸气，其汽化潜热为2257kJ/kg。 由液膜平均温度，查得水的物性数据：f=0.674W/(mK)，l=3.55110-4Ns/m2，l=971.8kg/m3，则： 凝结水量： (2)蒸汽在管外凝结时，其定型尺寸应为d。 凝结水量：在重力的作用下，位于上部的凝结液膜流入下部的传热表面，弱化了下部的凝结换热，这一现象在竖壁面上表现得尤为明显。在本题中，0.3

37、m高的竖壁面，即使考虑了液膜的波动，将Nusselt理论解的系数提高20%，其平均换热系数仍小于直径0.04m的水平圆管。 42. 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。 43. 简述简单回路工作点的确定方法。简述简单回路工作点的确定方法。在Y-0曲线上画出Yss、Yxj两条曲线，两条曲线的焦点即简单回路的工作点。44

38、. 已知某电厂超临界压力600MW汽轮机的BRL工况的过热蒸汽流量D1=1785t/h，再热蒸汽流量为D2=1484t/h。计算汽轮机已知某电厂超临界压力600MW汽轮机的BRL工况的过热蒸汽流量D1=1785t/h，再热蒸汽流量为D2=1484t/h。计算汽轮机的汽耗率。汽耗率 600MW超临界压力汽轮机机组的汽耗率约为2975g/(kWh)，300MW亚临界压力汽轮机机组的汽耗率约为3117g/(kWh)。 (2)汽轮机的汽耗率越低，汽轮机的效率越高，因此应当大规模安装超临界火力发电机组。 (3)因为不同容量的机组，汽轮机主蒸汽的压力、温度不相同，主蒸汽的焓也不同，因此汽耗率的数值高低只具

39、有相对比较意义。 45. 简述制粉系统的类型与煤种的关系。简述制粉系统的类型与煤种的关系。制粉系统的类型：直吹式制粉系统、中间储仓式制粉系统、半直吹式系统。直吹式系统适用于烟煤和优质贫煤，中间储仓式制粉系统适用于无烟煤、贫煤、褐煤。三介质干燥风扇磨煤机直吹式制粉系统也适合于软褐煤。46. 洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的残余压痕深度增量来确定的。( )A.错误B.正确参考答案：B47. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温过热器烟气入口温度为1=799，烟气出口温度为2=744。片数n=76，直径514已知某台1025t/h锅炉BRL工况的高温过热器烟气入口温度为1=799，烟气出口温

40、度为2=744。片数n=76，直径514炉膛烟气量为7.4362m3/kg(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hgw-gr=10.279m。试计算高温过热器的平均烟气流速。(1)计算高温过热器所在烟道的流通截面积 F=(a-nd)hgw-gr=97.2(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锅炉高温过热器的烟气平均流速为10.17m/s。比高温再热器烟气速度略有提高，原因是烟气截面的高度降低，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，

41、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。 48. 关于雷诺试验及其结论，以下说法正确的是( )。A根据雷诺试验的成果，液体存在层流和紊流两种流态。B液体流态的判别采用无量纲数雷诺数Re。C对于圆管，当Re大于临界雷诺数2000时为紊流，小于临界雷诺数2000为层流(雷诺数中特征长度用圆管直径dD对于明渠，当Re大于临界雷诺数500时为紊流，小于临界雷诺数500为层流(雷诺数中特征长度用水力半径R。参考答案：ABCD49. 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：A50. 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：A