22春“能源与动力工程”专业《金属学与热处理基础》在线作业答案参考8

22春“能源与动力工程”专业《金属学与热处理基础》在线作业答案参考1.两容器中均盛有空气与二氧化碳的混合物，但两混合物的成分比例不同。容器1中含有0.08kmol的空气及0.02kmol的

两容器中均盛有空气与二氧化碳的混合物，但两混合物的成分比例不同。容器1中含有0.08kmol的空气及0.02kmol的二氧化碳；容器2中含有摩尔分数(某组分的物质的量与混合物的量之比)为30%的空气及摩尔分数为70%的二氧化碳。两容器中的压力均为1.013×105Pa，温度均为25℃。两容器被一内径为100mm、长2m的管道相连接。试确定两容器间二氧化碳的交换率。

由题目中的压力、温度与物质量可知，容器1、2混合物摩尔浓度为：

容器1中CO2摩尔成分：

容器1内CO2摩尔浓度为：cA=0.2×0.0408=0.00816kmol/m3

容器2中CO2摩尔成分：xA=0.7kmol/kmol

容器2内CO2摩尔浓度为：cA=0.7×0.0408=0.02856kmol/m3

在压力P0=1.013×105Pa，T0=273K时，查表11-2得CO2质扩散系数：

D0=0.138×10-4m2/s

实际压力与温度时，CO2质扩散系数：

则通过管道CO2的质交换率：

=-1.257×10-9kmol/s=-4.526×10-6kmol/h

=-1.99×10-4kg/h

负号表示CO2从容器2向容器1扩散。

2.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：A

3.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。

4.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，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。

5.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。

6.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。

7.煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量(5-7)计算煤气的理论空气量。

煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量

(5-7)计算煤气的理论空气量。

将煤气成分代入式(5-7)得到各种煤气的理论空气量，将计算结果汇总于下表。

我国部分气体燃料的理论空气量

序号重油产地CH4

(%)C2H6

(%)C3H8

(%)C4H10

(%)H2

(%)CO

(%)CO2

(%)1气田煤气97.420.940.160.030.0800.522油田煤气93.1803.252.19000.833液化石油气0505000004高炉煤气00.0000227115发生炉煤气1.80.00008.430.42.2

序号重油产地H2S

(%)N2

(%)O2

(%)高位发热量

(kJ/m3)低位发热量

(kJ/m3)Vo[m3/Nm3

(标准状态下)]1气田煤气0.030.76039600356009.492油田煤气03.840443003827010.333液化石油气00011300010467020.244高炉煤气0600371836780.775发生炉煤气056.40.2595056501.18(1)在气体燃料系列中，低位定压发热量高的气体的理论空气量也比较大。

(2)在本题计算范围内，理论空气量最大的燃料为液化石油气，理论空气量最小的气体燃料为高炉煤气。

8.分析用水煤比调节直流锅炉中间点温度的技术特点。

分析用水煤比调节直流锅炉中间点温度的技术特点。

(1)提高燃料消耗量B，水煤比D/B下降。此时，水冷壁的吸热量有所增加，直流锅炉中间点温度tww2有所提高。但是水煤比D/B不能太低，否则，中间点温度太高会导致水冷壁壁温超过使用温度的上限，水冷壁金属强度下降，水冷壁爆管。

(2)降低燃料消耗量B，水煤比D/B上升。此时，水冷壁的吸热量有所下降，直流锅炉中间点温度tww2有所降低。但是水煤比D/B不能太高，否则中间点温度太低会导致过热蒸汽温度偏低。另外，水煤比D/B太会引起煤粉火炬燃烧不稳定甚至灭火。

(3)鉴于上述分析，用水煤比D/B调节直流锅炉中间点温度的范围是有限的。一般而言，超临界压力锅炉中间点温度在405～430℃之间。

9.熔炼铁液时加溶剂作用是催化剂。()

A、错误

B、正确

参考答案：A

10.金属铸锭中其柱状晶粒区的出现主要是因为金属铸锭受垂直于模壁散热方向的影响。()

A.错误

B.正确

参考答案：B

11.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：A

12.如坯料高度于直径之比较大，或锤击力不足，就可能产生双鼓形。()

A、错误

B、正确

参考答案：B

13.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：B

14.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：ABC

15.分析亚临界及其以下压力的汽包锅炉的水冷壁不采用螺旋管圈的原因。

分析亚临界及其以下压力的汽包锅炉的水冷壁不采用螺旋管圈的原因。

(1)自然循环汽包锅炉的循环动力有限，螺旋管圈水冷壁的阻力较大，因此不采用螺旋管圈水冷壁。

(2)控制循环汽包锅炉的循环动力较强，但是螺旋管圈水冷壁的结构复杂，制造、安装难度较大，采用垂直水冷壁管屏也能满足锅炉蒸发水蒸气的要求，因此不采用螺旋管圈水冷壁。

16.洛氏硬度值的正确表示方法为()。

A、HRC55

B、HRC55kg/mm²

C、55HRC

D、55HRCkg/mm²

参考答案：C

17.金属型铸造比砂型铸造尺寸精度低。()

A、错误

B、正确

参考答案：A

18.比较固态排渣炉与液态排渣炉的散热损失。

比较固态排渣炉与液态排渣炉的散热损失。

(1)固态排渣炉的炉膛烟气温度大约在1400～1500℃，液态排渣炉的炉膛烟气温度大约在1700～1750℃。

(2)对于同等容量和蒸汽压力、温度的锅炉而言，水冷壁以及过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面的温度也基本上是常数。在保温材料成分和厚度不变的条件下，液态排渣炉和固态排渣炉的散热损失基本上接近。

19.一根外径d=5cm的冷气输送管道裸露于空气中，表面温度为5℃。用干湿球温度计测得空气的干球温度为35℃，湿球温度

一根外径d=5cm的冷气输送管道裸露于空气中，表面温度为5℃。用干湿球温度计测得空气的干球温度为35℃，湿球温度为27℃。为减少管子表面因结露而引起的冷量损失，拟在管外包扎一层λ=0.08W/(m·K)的保温材料，希望加保温材料后外表面不再出现水滴。试估算所需隔热材料的厚度。作为一种估算，可取保温材料外表面的复合换热表面传热系数h=9W/(m2·K)，空气的Pr=0.7，水蒸气在空气中扩散的Sc=0.6。为不使保温材料因吸收水分而变潮湿，要在其外表面涂上一层沥青，计算时可以不考虑。

从文献[1]中查空气物性，先设边界层的平均温度t=28℃

查得：cp=1.005kJ/(kg·K)

由湿球温度25℃查得空气对应的饱和水蒸气压力为3670Pa，饱和水蒸气汽化潜热：

γ=2438kJ/kg

由文献[1]式(11-37)得饱和空气含湿量：

由文献[1]式(11-38)得空气含湿量：

查湿空气物性表，得此种状态下的露点温度为25℃，则取保温材料表面温度不低于25℃。

代入数字：

化简得：

用试算法求出保温材料外壳直径d2，列于下表中。