东北大学22春《金属学与热处理基础》综合作业二答案参考58

东北大学22春金属学与热处理基础综合作业二答案参考1. 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。2. 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。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。 3. 分析煤的挥发分含量与锅炉炉膛高度的关系。分析煤的挥发分含量与锅炉炉膛高度的关系。(1)挥发分越低，发热量越低的锅炉，炉膛高度的值越高。    (2)同一种炉型，相同的容量下，炉膛高度从高向低排列的顺序应当是：褐煤、无烟煤、贫煤、烟煤。 4. 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：BCD5. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的炉膛出口温度为1100，炉膛烟气量为7.0891m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料已知某台1025t/h锅炉BRL工况的炉膛出口温度为1100，炉膛烟气量为7.0891m3/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，深度为b=12.829m，折焰角深入炉膛深度d1=2.80m。后屏深入炉膛深度d2=2.072m，后屏高度hhp=15.5m，前屏4片，直径51×6，试计算炉膛出口处的平均烟气流速。(1)计算水平出口烟气面积    F1=(b-d1-d2)(a-0.051×4)=104.5(m2)    (2)计算炉膛垂直出口烟气面积    F2=(a-4×0.051)hhp=203.5(m2)    (3)计算炉膛出口平均截面积        (4)计算烟气体积流量        (5)计算前屏、壁式再热器、炉膛顶棚处的平均烟气速度    (1)本题计算的1025t/h锅炉炉膛出口处的烟气平均流速为9.0m/s。略低于炉膛中的烟气流速。    (2)炉膛出口处的烟气温度较高，而且烟气空间比较大，有效辐射层厚度较大，烟气黑度较大，因此，炉膛出口处的传热以辐射换热为主。 6. 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。 7. 将一红松木板和一平板玻璃装饰板同时置于温度为10的房间中搁置很久，用手分别接触这两种物体，人手的温度可将一红松木板和一平板玻璃装饰板同时置于温度为10的房间中搁置很久，用手分别接触这两种物体，人手的温度可视为37。请问哪一种物体使人感觉凉一些?手指与木板或玻璃之间的冷热感觉由手指与它们之间的热流密度决定。假定木板和玻璃可当做半无限大物体，则由公式：        可得：        所以，    由文献1的附录7可以查得红松木和平板玻璃的物性值为：    红松木：=0.11W/(m2·K)，=377kg/m3，c=1.93kJ/(kg·K)    平板玻璃：=0.76W/(m2·K)，=2500kg/m3，c=0.84kJ/(kg·K)    所以        即红松木导热的热流密度仅为平板玻璃的0.22倍，因此，人手的感觉是玻璃要凉一些。人对冷暖感觉的衡量指标不仅取决于所接触的物体温度，同时也与表面散热量的大小有关，散热量低时感觉暖，散热量高时感觉冷。因此，相同温度下，人手与物体相接触时，由于物体热物性的不同，其散热量是不同的，人手的冷暖感觉也就有差别。 8. 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。 9. 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。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。 10. 铸铁根据碳在其中存在形式的不同可分为( )。A.白口铸铁B.灰铸铁C.可锻铸铁D.球墨铸铁E.蠕墨铸铁F.麻口铸铁参考答案：ABCDEF11. 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。 12. 钢和生铁都是以铁碳为主的合金。( )A.错误B.正确参考答案：B13. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的省煤器烟气入口温度为11=451，烟气出口温度为2=397，炉膛烟气量为Vy=7.7544已知某台1025t/h锅炉BRL工况的省煤器烟气入口温度为11=451，烟气出口温度为2=397，炉膛烟气量为Vy=7.7544m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为B=125.11t/h。炉膛的宽度为a=13.335m；尾部烟道深度dzxs=12.330m，沿着尾部烟道宽度方向片数n=92，尺寸51×6；试计算省煤器的平均烟气流速。(1)计算省煤器所在烟道的烟气流通截面积    F2=(a-nd)dzxs=106.6(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锅炉省煤器的烟气平均流速为6.46m/s，比低温过热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。 14. 恒定总流能量方程的应用条件有( )。A.水流必须是恒定流，不可压缩液体，即密度等于常数B.作用在液体上的质量力只有重力C.所取的两个过水断面应符合渐变流条件，这样在计算断面上各点测压管水头为常数。但是两个断面之间的水流可以是急变流，这对于建立能量方程没有影响D.两个过水断面之间流量保持不变，即沿程无流量的汇入或分出。参考答案：ABCD15. 链式反应名词解释链式反应名词解释答案：事件结果包含有事件发生条件的反应称为链式反应(Chain nReac-tion)。单事件链式反应(如铀核裂变)，多事件链式反应(如化学中的多催化反应，经济学中的金融危机)。一般地，链式反应指核物理中，核反应产物之一又引起同类核反应继续发生、并逐代延续进行下去的过程。16. 分析水冷壁和尾部烟道的热有效系数的计算精度。分析水冷壁和尾部烟道的热有效系数的计算精度。(1)水冷壁的热有效系数    =火焰和水冷壁间的辐射换热量/火焰的有效辐射热量    水冷壁的热有效系数实际上是炉膛周界的按照面积加权平均的热有效系数的值，由于煤粉炉炉膛烟气温度随着锅炉高度的变化大幅度变化，因此这种计算结果存在误差。    (2)尾部烟道的热有效系数        式中：K、K0分别是受到污染的受热面和清洁受热面的传热系数。    由于尾部烟道各受热面的热力计算过程是相对独立的，因此这样的热有效系数准确性较高。 17. 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18. 能量的转化和转移都是有_的，例如在热传递过程中，内能只可以从_物体转移到_能量的转化和转移都是有_的，例如在热传递过程中，内能只可以从_物体转移到_，不能相反，否则就会引起其他的变化，消耗别的_.正确答案：方向性 高温 低温 能量19. 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。 20. 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。     21. 简述对数平均温压和算术平均温压的关系。简述对数平均温压和算术平均温压的关系。当大温差与小温差之比大于0.92时，对数平均温压可以简化为算术平均温压。22. 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。 23. 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   mnjs=7000×542=3794000(t/a)    (2)该300MW汽轮机组每年运行7000h需要的冷却水量   mlqs=50Mnjs=1.879×108(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。 24. 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。 25. 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：ABC26. 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：C27. 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：C28. 常见碳素钢按含碳量分为以下哪几类?( )A、高碳钢B、中碳钢C、低碳钢D、超低碳钢参考答案：ABC29. 钢的耐热性包括( )。A.热稳定性B.熔点C.蠕变强度D.沸点参考答案：AC30. ( )是测量流速的仪器。A.毕托管B文丘里流量计C浮子法D旋浆流速仪参考答案：ACD31. 纯铁在780时为面心立方结构的-Fe。( )A.错误B.正确参考答案：A32. 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：B33. 简述直流煤粉燃烧器一次风、二次风、三次风的风速范围。简述直流煤粉燃烧器一次风、二次风、三次风的风速范围。一次风速：无烟煤，2025m/s;贫煤，2030m/s;烟煤，2535m/s;褐煤，2540m/s;    二次风速：无烟煤，4055m/s;贫煤，4555m/s;烟煤，4060m/s;褐煤，4060m/s；    三次风速：无烟煤，5060m/s;贫煤，5560m/s;烟煤，3545m/s;褐煤，3545m/s。 34. 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/(mol·K)，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/(mol·K)，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，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/(cm2·s·MPa) E(kJ/mol) Wmol/(m3·s) 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/(cm2·s·MPa) E(kJ/mol) Wmol/(m3·s) 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/(cm2·s·MPa) E( kJ/mol) Wmol/(m3·s) 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。 35. 下列三种材料，( )最适合制造冷压冲件。A.08F钢B.70钢C.45钢参考答案：A36. 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。 37. 简述发电厂用煤的着火特性。简述发电厂用煤的着火特性。煤粉着火由易到难的顺序为褐煤、烟煤、贫煤(劣质烟煤)、无烟煤。褐煤虽然容易着火，但是发热量太低。因此要维持褐煤的燃烧需要将燃烧器布置成6角或者8角燃烧器切向燃烧。38. 实际金属的晶体结构不仅是多晶体，而且还存在着多种缺陷。( )A.错误B.正确参考答案：B39. 已知某电厂1025th锅炉燃用的煤种为太原西山贫煤。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。40. 混合物汽、液相图中，露点曲线上是饱和液相，泡点曲线上是饱和汽相。混合物汽、液相图中，露点曲线上是饱和液相，泡点曲线上是饱和汽相。此题为判断题(对，错)。正确答案：×正好相反41. 非合金钢按用途可分为( )。A.碳素结构钢B.碳素工具钢C.普通质量非合金钢D.低碳钢参考答案：AB42. 平屋顶与顶层天花板间存在一夹层，其夹层表面的间距=50cm，夹层内是压力为1.013×105Pa的空气。天花板外侧温度平屋顶与顶层天花板间存在一夹层，其夹层表面的间距=50cm，夹层内是压力为1.013×105Pa的空气。天花板外侧温度为tw1=25，屋顶内侧温度夏天时为twx=40，冬天时为twd=15，分别计算在夏天和冬天时，通过单位面积夹层的传热量。  分析本题为有限空间自然对流换热问题，注意热面在上应按照纯导热计算。(1)夏天时：    定性温度：    根据定性温度查文献1附表3得：    =0.0269W/(m·K)， =1.624×10-5m2/s，Pr=0.7005    按照纯导热计算：    (2)冬天时：    定性温度：      根据定性温度查文献1附表2得：    =0.0259wW/(m·K)，=1.506×10-5m2/s，Pr=0.703        则：    Nuf=0.061(GrPr)1/3=0.061×(1.3×108)1/3=30.9        q=h(tw1-twd)=1.6×10=16W/m2从计算结果可以看出，在相同温差范围内，夏天通过单位面积夹层的传热量小于冬天通过单位面积夹层的传热量。这是南于在夏季，屋顶内侧温度较高，天花板外侧温度较低，属热面在上的有限空间自然对流换热问题，冷热面间无流动发生，因此传热量较小；反之，在冬季，屋顶内侧温度较低，天花板外侧温度较高，属热面在下的有限空间自然对流换热问题，冷热面间发生自然对流，因此传热量较大。 43. 某制冷装置采用R12为制冷剂，以25的饱和液体状态进入节流阀，离开阀的温度为一20。 (1)假设某制冷装置采用R12为制冷剂，以25的饱和液体状态进入节流阀，离开阀的温度为一20。 (1)假设此节流过程为绝热的，其有效能损失为多少。 (2)若节流过程中制冷剂从环境吸收50kJkg热量，此时有效能的损失又为多少。设环境温度27，压力01MPa。正确答案：(1)D为6003kJkg；(2)D为4005kJkg。(1)D为6003kJkg；(2)D为4005kJkg。44. 已知某台1025t/h锅炉中温再热器为29排14管圈U形管结构，直径60×4，内径dn=60-2×4=52(mm)。BRL工况：中温再热器已知某台1025t/h锅炉中温再热器为29排14管圈U形管结构，直径60×4，内径dn=60-2×4=52(mm)。BRL工况：中温再热器过热蒸汽流量Dzr=788.5t/h，再热蒸汽入口压力3.70MPa，出口压力3.64MPa，入口蒸汽温度370，出口蒸汽温度481。计算中温再热器的质量流速和入口、出口蒸汽流速。查水蒸气特性表，3.70MPa，370入口水蒸气比体积v1=0.0753551m3/kg。    质量流速        前屏过热器入口蒸汽流动速度    1=v1=254×0.0753551=19.1(m/s)    查水蒸气特性表，3.64MPa，481，出口水蒸气比体积v2=0.0926422m3/kg。低温过热器入口蒸汽流动速度    2=v2=254×0.0926422=23.5(m/s)(1)中温再热器的出口、入口蒸汽速度比为1.229，基本上为匀速流动。    (2)中温再热器与低温再热器的质量流速之比为0.887，随着蒸汽的流动，烟气温度逐渐降低，质量流速适当降低有助于降低中温再热器的流动阻力。 45. 钢球磨煤机最佳通风量计算。 已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉配有4台MG350/600型磨煤机，当地大气钢球磨煤机最佳通风量计算。    已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉配有4台MG350/600型磨煤机，当地大气压力p=100kPa。BRL工况时的燃料消耗量B=125.11t/h，理论空气量为Vo=5.69m3/kg(标准状态下)。燃煤的Vdaf=14.88%，Qar,net=23920kj/kg。试计算每台磨煤机的最佳通风量并对计算结果进行分析与讨论。(1)筒体长度L=6.0m，筒体内径D=3.5m，容积V=57.70m3，工作转速n=17.57r/min，最大装球量59t，充填率=0.209，功率1000kW。护甲形状系数kap=1.0，护甲和钢球磨损使出力降低的修正系数kjd=0.9，燃料可磨性修正系数kgr=1.0。可得磨煤机的最佳通风量，见下表。    MG350/600型钢球磨煤机的最佳通风量 1 转速 n r/min 已知 17.57 2 简体内径 D m 已知 3.5 3 简体容积 V m3 已知 57.7 4 煤的可磨系数 Kkm 已知 1.488 5 煤粉细度 R90 % 假设 6.2 6 填充率 已知 0.209 7 当地大气压 pa kPa 已知 100.0 8 最佳通风量 Qv,opt m3/h 式(4-4) 87494           80154    锅炉BRL工况所需的通风量见下表。    锅炉BRL工况所需的空气量 1 过量空气系数 优质贫煤 1.1 2 燃料消耗量 B t/h 已知 125.11 3 理论空气量 Vo m3/kg(标准状态下) 已知 5.69 4 锅炉燃烧所需空气量 VL m3/h 1000BVo 783063 5 一次风率 r1 % 4Qv,opt/VL 40.94(1)对于贫煤、热风送粉制粉系统，一次风率的推荐值为20%25%，而计算结果比推荐值大得多。因此，锅炉运行的实际通风量低于磨煤机的最佳通风量。    (2)根据一次风率的推荐值的平均值22.5%与计算值40.94%的比值0.55得到实际通风量对磨煤机出力的影响系数kv=0.787。 46. 合金的熔点取决于它的化学成分。( )A.错误B.正确参考答案：B47. 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。 48. 试用PR状态方程表达纯物质在任意状态的焓和熵。已知Cpig=a+bT+cT2+dT3，H(T0，p0)=0，S(T0，p0)=0(列试用PR状态方程表达纯物质在任意状态的焓和熵。已知Cpig=a+bT+cT2+dT3，H(T0，p0)=0，S(T0，p0)=0(列出有关公式，讨论计算过程，最好能画出计算框图)。正确答案：因H(T0p0)=0S(T0p0)=0则rn H(Tp)=H(Tp)一H(Tap0)rnrn对于PR方程标准偏离焓和标准偏离熵分别见表32即rnrn理想气体状态的焓、熵随温度、压力的变化由理想气体的热容Cpig等计算如：rnrn实际计算时用软件Therm Cal分别计算出研究态和参考态的偏离熵、偏离焓其计算框图如下。rn因H(T0,p0)=0,S(T0,p0)=0,则H(T,p)=H(T,p)一H(Ta,p0)对于PR方程,标准偏离焓和标准偏离熵分别见表32,即理想气体状态的焓、熵随温度、压力的变化,由理想气体的热容Cpig等计算,如：实际计算时,用软件ThermCal分别计算出研究态和参考态的偏离熵、偏离焓,其计算框图如下。49. 简述使用反平衡法确定电站锅炉热效率的原因。简述使用反平衡法确定电站锅炉热效率的原因。(1)正平衡法要求实验期间锅炉负荷严格不变，在工程实践中实现实验期间锅炉负荷严格不变的难度很大。    (2)正平衡法要求精确确定燃料消耗量。对于大型锅炉(电站锅炉的蒸发量一般都在670t/h以上)精确确定燃料消耗量是比较困难的。    (3)反平衡法可以详细了解各项损失的构成、确定锅炉效率，而且不要求锅炉负荷严格不变。 50. 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：B51. 纯物质不可能由蒸气直接变成固体而不经过液相。纯物质不可能由蒸气直接变成固体而不经过液相。此题为判断题(对，错)。正确答案：×如碘蒸气可以直接凝华成固体，反之也可以52. 按焊缝在空间所处的位置不同，有( )之分。A、平焊B、立焊C、仰焊D、横焊参考答案：ABCD53. 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44.5mm×6mm。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)水冷壁共925根，管径为44.5mm×6mm。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v"2=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=44.5-2×6=32.5(mm)，质量流速为        (2)计算水冷壁入口水平均流速    1=()v1=891×0.0013714=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/K=0.3676    2=()v"2x+u'1(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/(m2·s)，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。 54. 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：ABC55. 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。9.8MPa锅炉的省煤器工质特性参数t()u×10-6kg/(m·s)cpkJ/(kg·K)×10-3W/(m·K)t()u×10-6kg/(m·s)cpkJ/(kg·K)×10-3W/(m·K)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() Pr 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。 56. 以下二元混合物活度系数模型中，满足不对称归一化条件的是_。Aln1=2(x22)Bln1=2(x22一1)C以下二元混合物活度系数模型中，满足不对称归一化条件的是_。Aln1=2(x22)Bln1=2(x22一1)Cln1=2(1一x12)Dln1=2(x12)正确答案：B57. 用PR方程计算甲烷(1)-乙烷(2)一丙烷(3)一正丁烷(4)一丙烯(5)等摩尔液体混合物在P=3MPa下的泡点温用PR方程计算甲烷(1)-乙烷(2)一丙烷(3)一正丁烷(4)一丙烯(5)等摩尔液体混合物在P=3MPa下的泡点温度和气相组成。正确答案：T=25778Ky1=07822y2=01310y2=00354y4=00098y5=00416T=25778K,y1=07822,y2=01310,y2=00354,y4=00098,y5=0041658. 在终锻温度以下继续锻造，工件易弯曲。( )A、错误B、正确参考答案：A59. 铁素体在770有磁性转变，在770以下具有铁磁性，在770以上则失去铁磁性。( )A.错误B.正确参考答案：B60. 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)afh"Lu"L(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22.86.2120.921.20.019961.450.01673(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。