锅炉本体检修全部计算题.docx

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锅炉本体检修全部计算题

<<锅炉本体检修>>计算题

一、计算题（每题5分,共81题）

1（La5D1001）.已知一个电阻是44Ω，使用时通过的电流是5A，试求电阻两端的电压?

已知：

R＝44Ω、I＝5A

求：

U

答案:

解：

U＝IR＝5×44＝220（V）

答：

电阻两端的电压为220V。

2（La5D2002）.两个电阻R1和R2做串联连接，当R2和R1具有以下数值时，试求等效电阻?

（1）R1＝R2＝1Ω串联，

（2）R1＝3Ω，R2＝6Ω并联。

答案:

解：

（1）R1＝R2＝1Ω，R＝R1＋R2＝2Ω

（2）R1＝3ΩR2＝6Ω

答：

R为串联等效电阻，等于2Ω和9Ω。

3（La5D3003）.某锅炉过热器出口温度为540℃，试求其绝对温度应是多少?

答案:

解：

绝对温度T＝（t＋273）

＝540＋273

＝813（K）

答：

过热器出口蒸汽的绝对温度应是813K。

4（La5D4004）.换算单位：

30L／s合多少m3／h?

合多少L／min?

答案:

解：

因为1L＝0.001m3

所以30L＝30×0.001＝0.03（m3）

因为1s＝1／3600h

所以30L／s＝0.03m3／1／3600h＝108m3／h

因为1s＝1／60min

所以30L／s＝30L／（1／60）min＝1800（L／min）

答：

30L／s＝30L／（1／60）min＝1800L／min。

5（La5D5005）.某汽轮机额定功率为200MW，若满负荷运行，求一个月（30天）内该机组的发电量为多少千瓦小时?

答案:

解：

已知P＝200MW

t＝24×30＝720h

W＝Pt＝200×720＝144×106（kW·h）

答：

该机组在一个月内发电量为144×106kW·h。

6（La4D2006）.已知R1＝10Ω，I1＝2A，I＝3A（如图D-1所示），求I2和R2。

图D-1

答案:

解：

UBC＝I1R1＝2×10＝20（V）

因为I2＋I1＝I所以I2＝I－I1＝3－2＝1（A）

R2＝UCB／I2＝20／1＝20（Ω）

答：

I2＝1Ａ，R2＝20Ω。

7（La4D3007）.电动机的线电压为10.5kV，当绕组为星形接线时，各相绕组的电压是多少?

已知：

U线＝10.5kV

求：

U相

答案:

解：

因为U线＝

U相所以U相＝U线／

＝10.5／1.73＝6.07（kV）

答：

各相绕组的相电压为6.07kV。

8（La4D3008）.如图D-2所示一个倒立圆台型水桶，水面直径0.6m，桶底直径为0.3m，水深0.4m，求桶内下底面受到的静压力是多少?

另一个圆柱型水桶，其直径为0.3m，求桶内底面受到的静压力是多少?

两者作一个比较，说明一个什么问题?

（水的重度是9388.4N／m3，不计表面压力）

图D-2

答案:

解：

A容器底面受到的静压力为：

pAJ表＝γh＝9388.4×0.4＝3755.36（N／m2）＝3755.36（Pa）

pBJ表＝γh＝9388.4×0.4＝3755.36N／m2＝3755.36（Pa）

答：

两容器底部的静压力都是3755.36Pa，说明液体内部静压力与液体深度及液体重度有关，与其容器形状无关。

9（La4D4009）.如图D-3所示，在画端盖

425圆周线时，试求以A为圆心，划规调整的半径AB为多少?

图D-3

答案:

解：

作图：

在直角三角形ABC中

AC＝96－12－20＝64

BC＝1／2×425＝212.5

利用勾股弦定理

所以

＝221.9（mm）

答：

划规调整的半径AB为221.9mm。

10（La4D5010）.试用万能分度头在工件的某圆周上画出均匀分布的48个孔，求每画一个孔的位置后，分度头手柄应转过转数?

答案:

解：

n＝40／Z＝40／48＝5／6＝（5×7）／（6×7）＝35／42

答：

每等分一个孔位置后，分度手柄在每圈42孔的分度板上转过35个孔距。

11（La3D3011）.如图D-4（a）所示三角架中，A、B、C三点均为铰链联接，杆AB、BC自重不计，已知荷载F＝4kN。

试求AB和BC所受的力。

图D-4（a）

答案:

解：

取B点为研究对象，进行受力分析，如图D-4（b）所示。

图D-4

由于B点处于平衡状态，故用B点所受力作出的力系图应自行封闭，如图D-4（c）所示。

从图中看出：

图D-4（c）

由作用力与反作用力的关系知，杆AB受的是拉力，杆BC所受的是压力。

答：

杆AB受8kN的拉力，杆BC受6.9kN的压力。

12（La3D4012）.已知通过直径d＝200mm，长l＝300m的铸铁管道的油的体积流量Q＝1000m3／h，管道沿程阻力系数λ＝0.0234，求单位重量流体的能量损失。

答案:

解：

油在管道中的平均流速

由达希公式

得：

答：

单位重量流体的能量损失是140Nm／N。

13（La2D3013）.一个总重为710kN的电动机，采用M8吊环，螺栓根部直径d＝6.4mm，如图D-5所示，已知许用应力［σ］＝40MPa，问起吊电动机的吊环是否安全（不考虑圆环部分）。

图D-5

答案:

解：

由吊环根部的强度条件可得：

由于σ＜［σ］

所以吊环螺栓是安全的。

答：

起吊电动机的吊环是安全的。

14（Lb5D1014）.换算单位：

4500kg／h合多少t／h和kg／s?

答案:

解：

因为1t＝1000kg所以4500kg＝4.5t

4500kg／h＝4.5t／h

同上题理，4500kg／h＝1.25（kg／s）

15（Lb5D2015）.锅炉汽包压力表读数为9.604MPa，大气压力表的读数为101.7kPa。

求汽包内工质的绝对压力。

（保留3位有效数字）

答案:

解：

已知p表＝9.604MPa;pat＝101.7kPa＝0.102MPa

p绝＝p表＋pat＝9.604＋0.102＝9.706（MPa）

答：

汽包内工质的绝对压力是9.706MPa。

16（Lb5D2016）.今有12Cr1MoV的

38×4过热器管需制作测量蠕胀卡规三种，第一种D1＝外径D；第二种D2＝1.01D；第三种D3＝1.025D。

请计算卡规加工尺寸并说明每种的用途?

答案:

答：

卡规是测量管子外径胀粗量用的。

D1＝D＝38mm此规通过，管子正常外表略有烧损。

D2＝1.01D＝38.38mm此规通过，管子正常或略有胀粗；此规不通过，管子胀粗1%以上。

D3＝1.025D＝38.95mm此规通过，管子胀粗仍在允许范围之内；此规不通过，管子胀粗超过允许标准要立即换管。

17（Lb5D3017）.利用杠杆原理，吊1000kg的重物，支点在重心和力的作用点的中间，重臂250mm，力臂2m，求：

在力点加力多少?

答案:

解：

力×力臂＝重×重臂

则：

力＝（重×重臂）／力臂

＝（1000×250）／（2×1000）

＝125（kg）

答：

应在力点加125kg力。

18（Lb5D3018）.一台50MW汽轮机的凝汽器，其表面单位面积上的换热量是q＝23000W／m2，凝汽器铜管内、外壁温差2℃，求水蒸气的凝结换热系数。

答案:

解：

q＝α（t内－t外）

α＝2300／2＝11500W／（m2·℃）

答：

水蒸气的换热系数是11500W／（m2·℃）。

19（Lb5D3019）.某一个铸铁工件中要攻M12×1.25螺纹，计算它的底孔直径?

答案:

解：

D＝d－1.06×1.25

＝12－1.3

＝10.70（mm）

答：

孔直径为10.7mm。

注：

有些资料推荐下列经验公式：

韧性材料D＝d－t

脆性材料D＝d－（1.05～1.1）t

在本题中，铸铁属脆性材料，故：

D＝12－1.1×1.25＝10.63（mm）

20（La5D3020）.要在中碳钢的工件上，攻深20mm的不通孔M8×1.25螺纹，试求钻底孔直径及钻孔深度?

答案:

解：

钻底孔直径D＝d－（1.04～1.08）t

取1.04tt＝1.25

D＝8－1.04×1.25

＝8－1.3

＝6.7（mm）

钻孔深度l＝l＋0.7d

＝20＋0.7×8

＝25.6（mm）

答：

底孔直径6.7mm，钻孔深度25.6mm。

注：

有些资料推荐下列经验公式：

韧性材料D＝d－t

脆性材料D＝d－（1.05～1.1）t

在本题中，碳钢属韧性材料，故：

D＝8－1.25＝6.75（mm）

21（Lb5D4021）.锅炉侧墙水冷壁上联箱标高45.8m，下联箱标高5.3m，管子冷态20℃；热态管壁平均温度360℃，请计算侧墙水冷壁热态向下膨胀多少?

［取膨胀系数α＝12×10－6m／（m·℃）］

答案:

解：

管长L＝45.8－5.3＝40.5（m）

ΔL＝Lα（t2－t1）

＝40.5×12×10－6×（360－20）

＝0.16524（m）

答：

向下膨胀165.24mm。

22（Lb4D1022）.今有一台锅炉燃用低位发热量为Q1ar＝13088kJ／kg的劣质烟煤每小时燃用B＝172t／h，请折算成标准燃料量是多少?

答案:

解：

B＝172t／h，Q1ar＝13088kJ／kg

1kcal＝4.186kJ

B0＝BＱ1ar／（7000×4.186）＝172×13088／29302＝76.8（t／h）

答：

折算后标准燃料量是76.8t／h。

23（Lb4D1023）.已知一台670t／h锅炉的排烟损失q2＝6.76%，化学未完全燃烧损失q3＝0.5%，机械未完全燃烧损失q4＝2.5%，散热损失q5＝0.3%，灰渣物理热损失q6＝0.2%，试求该锅炉的热效率。

答案:

解：

因为q1＋q2＋q3＋q4＋q5＋q6＝1

所以q1＝1－q2－q3－q4－q5－q6

＝1－6.76%－0.5%－2.5%－0.3%－0.2%

＝89.74%

答：

该锅炉有效利用热为89.74%。

24（Lb4D2024）.某锅炉汽包压力为17.745MPa蒸发量（水冷壁的产汽量）850t／h，已知其循环倍率为5.1，试计算该炉进入水冷壁下部的循环水量为多少?

（提示：

从循环倍率定义解题）

答案:

解：

循环倍率K＝G／D

式中G--单位时间进入水冷壁的水量；

D--单位时间上升管的产汽量。

根据公式得G＝KD＝5.1×850＝4335（t／h）

答：

进入水冷壁下部的循环水量为4335t／h。

25（Lb4D3025）.某锅炉运行中，其空气预热器前烟气中的剩余氧O′2＝5.33%，空气预热器后烟气中的剩余氧O″2＝6.5%，求空气预热器的漏风系数Δαky。

答案:

解：

（1）计算预热器前后空气过剩系数α′ky和α″ky：

α′ky＝21／21－O′2＝21／21－5.33＝1.34

α″ky＝21／21－O″2＝21／21－6.5＝1.448

（2）计算空气预热器的漏风系数

αky＝α″ky－α′ky＝1.448－1.34＝0.108

26（Lb4D3026）.已知某钢管直径为60mm，弯曲后最大直径为61mm，最小直径为59.5mm，试求椭圆度为多少?

答案:

解：

椭圆度＝（最大直径－最小直径）／原有直径×100%

＝（61－59.5）／60×100%

＝2.5%

答：

该管弯曲后椭圆度为2.5%。

27（Lb4D4027）.有一根锅炉集中降水管，材料St45.8／Ⅲ规格

426×36，全长40.5m，停炉冷态时温度15℃，运行热态330℃，假设不计散热损失，求这根降水管从点火至正常运行由炉水吸收了多少热量?

（提示：

St45.8／Ⅲ钢的比热容c＝0.461kJ／kg℃）

答案:

解：

外径

426mm，内径

354mm

重量

＝3.1416／4×（0.4262－0.3542）×7800×40.5

＝13933.74（kg）

热量Q＝Gc（t2－t1）

＝13933.74×0.461×（330－15）

＝2023388.054（kJ）

答：

如取材料密度ρ＝7850kg／m3，这根管子吸热量为2036358.077kJ。

28（Lb4D5028）.两个定滑车通过一个中间的动滑车，吊一个1000kg的重物，如图D-6（a）所示，绳1与绳2之间的夹角为120°，求P1、P2各受多少力?

图D-6（a）

答案:

解：

（1）由于吊重物为一动滑车，P1＝P2

（2）作力分析图D-6（b），合力P＝1000kg，A、B两分力P1与P2，夹角120°，被合力P等分，每个分角60°。

过B点作P1、P2相交得C、D两点，连接AC、AD、BC、BD。

则AC与AD分别为分力

图D-6（b）

P1＝P2＝AC＝BC＝BD

ΔACB与ΔADB底角为60°的等腰三角形，亦为等边三角形。

则AB＝AC＝AD＝1000kg

（3）结论：

P1＝AC,P2＝AD

即P1＝P2＝AB＝1000kg

答：

P1和P2受力相同，各受力1000kg。

29（Lb4D5029）.已知一条蒸汽管道的长是30m，工作时温度升高400℃，求这条管道膨胀时伸长量是多少?

如果两端固定，中间安装一个Ω型膨胀节，问安装这条蒸汽管道时的冷拉值是多少?

［膨胀系数α＝12×10－6m／（m·℃）］

答案:

解：

ΔL＝αLΔt1000

＝12×10－6×30×400×1000

＝144（mm）

S＝0.5ΔL＝0.5×144＝72（mm）

答：

这条管道膨胀时伸长量是144mm，安装这条蒸汽管道时的冷拉值是72mm。

30（Lb3D2030）.求绝对黑体在温度t＝1000℃和t＝0℃时，每小时所辐射的热量?

答案:

解：

应用四次方定律：

当t＝1000℃时

E0＝C0（T／100）4＝5.67×（273＋1000／100）4＝5.67×26261＝148900（W／m2）

当t＝0℃时

E0＝C0（T／100）4＝5.67×（273＋0／100）4＝5.67×55.55＝315（W／m2）

答：

当t＝1000℃和t＝0℃时，辐射的热量分别是：

148900W／m2和315W／m2。

31（Lb3D1031）.锅炉房的供水箱中盛有100℃的水（重度是9388.4N／m3），水箱液面上的绝对压力p0＝117600Pa，求位于液面深度1m以下A点的绝对压力与相对压力。

（当地大气压力为98070Pa）

答案:

解：

A点的绝对压力p绝＝p０＋γh

p绝＝117600＋9388.4×1＝126988.4（Pa）

A点的相对压力p相＝p绝－p大气

p相＝126988.4－98070＝28918.4（Pa）

答：

A点的绝对压力为126988.4Pa，相对压力为28918.4Pa。

32（Lb3D2032）.缠制一个圆柱形螺旋压缩弹簧，已知条件，D＝23、d＝3、t＝5、有效圈数n＝10圈，试计算钢丝的下料展开长度。

答案:

解：

＝15×63

＝945（mm）

或l实＝（n＋5）πD2

＝（10＋5）×3.1416×20

＝15×3.1416×20

＝942.5（mm）

答：

钢丝下料的展开长度942.5mm。

33（Lb3D3033）.某锅炉集中下降管，用#20钢

426×36无缝钢管制成，全长52.5m，从汽包引出下降管入口的局部阻力系数ξ＝0.5，有二个90°煨制弯头，局部阻力系数各为ξ＝0.2，钢管的绝对粗糙度Δ＝0.00008m，管内水流速c＝4m／s，饱和水的比容V′＝0.0016729m2／kg，求这段集中下降管的阻力为多少?

（提示：

λ＝1／4［lg（3.7d／Δ）］2；hs＝［λ（L／d）＋Σξ］c2γ／2g）

答案:

解：

（1）管内径Dn＝d＝DW－2δ＝426－（2×36）

＝354（mm）＝0.354（m）

（2）重度γ＝1／V′＝1／0.0016729＝597.76（kg／m3）

（3）局部阻力系数之和Σξ＝ξ入口＋2ξ弯头＝0.5＋2×0.2

＝0.9

（4）沿程摩擦阻力系数λ＝1／4［lg（3.7d／Δ）］2

＝1／4×［lg（3.7×（0.354／0.00008））］2

＝0.0141

（5）阻力hs＝［λ（L／d）＋Σξ］c2γ／2g

＝（0.0141（52.5／0.354）＋0.9）（42／2×9.81）×597.76

＝1458.07（kg／m2）

答：

这段集中下降管的阻力为1458.07kg／m2。

34（Lb3D4034）.锅壁厚度为δ1＝6mm,λ1＝200kJ／（m℃）内表面贴附着一层厚度为δ2＝1mm的水垢，［水垢λ2＝4kJ／（m℃）］，已知锅壁外表面温度为t1＝250℃，水垢内表面温度t3＝200℃，求通过锅壁的热流量以及钢板同水垢接触面上的温度。

答案:

解：

q＝（t1－t3）／（δ1／λ1＋δ2／λ2）＝（250－200）／（0.006／200＋0.001／4）＝50／（0.00003＋0.00025）＝50／0.00028＝1.786×105［kJ／（m2·h）］

因为q＝（t1－t2）／（δ1／λ1），所以t2＝t1－qδ1／λ1

t2＝250－1.786×105×0.006／200

＝250－5.358＝244.6（℃）

答：

通过锅壁的热流量是1.786×105kJ／（m2·h）；锅壁同水垢接触面上的温度是244.6℃。

35（Lb3D5035）.计算水冷壁直管的壁厚。

已知条件：

管子外径DW＝60mm，介质最大压力p＝9.806MPa，饱和温度t＝300℃，管子壁厚最大负偏差10%，则A＝0.11，腐蚀减薄附加厚度C1＝0.5mm，20＃钢300℃时［σ］＝97MPa，η＝1，ψa＝1。

［提示：

tbi＝tb＋60℃；［σ］＝［σ］jη；SL＝pDW／2ψn［σ］＋p；C＝C1＋C2；C2＝ASL；Smin＝SL＋C］

答案:

解：

（1）计算壁温：

tbi＝tb＋60℃＝300＋60＝360℃。

（2）基本许用应力：

＝97MPa;许用应力［σ］＝

η＝97×1＝97MPa。

（3）理论计算壁厚：

SL＝pDＷ／2ψ［σ］＋p＝9.806×60／2×1×97＋9.806＝2.89mm。

（4）管壁负偏差附加厚度：

C2＝ASL＝0.11×2.89＝0.32mm。

（5）附加壁厚：

C＝C1＋Ｃ2＝0.5＋0.32＝0.82mm。

（6）最小壁厚：

Smin＝SL＋C＝2.89＋0.82＝3.71mm。

（7）选用壁厚：

S＞3.71mm。

答：

水冷壁直管的壁厚应大于3.71mm。

36（Lb2D2036）.水在某容器内沸腾，如压力保持1MPa，对应的饱和温度t饱＝180℃，加热面温度保持205℃，沸腾放热系数为85700W／（m2·℃），求单位加热面上换热量?

答案:

解：

q＝α（t壁－t饱）＝85700×（205－180）＝2142500（W／m2）

答：

单位加热面上的换热量是2142500W／m2。

37（Lb2D3037）.某煤经分析其收到基称分为：

Car＝49%，Har＝6%，Oar＝4%，Sar＝2%，Nar＝1%，Mar＝8%，Aar＝30%

试计算该煤高、低位发热量及汽化潜热?

答案:

解：

由Qhar＝4.19［81Car＋300Har－26（Oar－Sar）］得

Qhar＝4.19［81×49＋300×6－26（4－2）］

＝23954（kJ／kg）

由Q1ar＝4.19［81Car＋246Har－26（Oar－Sar）－6Mar］得

Q1ar＝4.19［81×49＋246×6－26（4－2）－6×8］

＝22395（kJ／kg）

汽化潜热R＝Qhar－Q1ar＝1559（kJ／kg）

答：

该煤高位发热量为23954kJ／kg，低位发热量为22395kJ／kg。

汽化潜热为1559kJ／kg。

38（Lb2D4038）.已知煤的分析数据如下：

Car＝56.83%；Har＝4.08%；Oar＝9.63%；Nar＝0.73%；Sar＝0.63%；Mar＝8.98%；Aar＝19.1%；Vdaf＝34.28%；Q1ar＝22154kJ／kg。

求此种煤完全燃烧时理论空气量V0是多少?

若某锅炉燃用此煤，每小时耗煤量B＝100t，炉膛出口氧量O2＝3.5%，所需的实际空气量Vk为多少（在标准状态下）?

答案:

解：

（1）V0＝0.0889Car＋0.265Har＋0.0333（Sar－Oar）

＝0.0889×56.83＋0.265×4.08＋0.0333

×（0.63－9.63）

＝5.834（m3／kg）

（2）Vk＝BαV0

因为

所以Vk＝100000×1.2×5.834

＝7000800（m3／h）

答：

此种煤完全燃烧时其理论空气为5.834m3（N）／kg，该炉每小时所需空气量为7000800m3（N）。

39（Lb2D4039）.对流过热器管材为12Cr1MoV，最高允许使用壁温580℃，设计寿命为105h。

现实测一些管的壁温分别为585℃、595℃、605℃。

试求这些高于580℃温度的管子使用时间为多少?

［提示：

①拉尔森-米列尔公式：

T1（c＋lgτ1）＝T2（c＋lgτ2）。

②Cr－Mo－V钢的拉尔森-米列尔常数：

c＝24］

答案:

解：

将摄氏度壁温换算成绝对温度（开氏度）580＋273＝853（K），585＋273＝858（K），595＋273＝868（K），605＋273＝878（K）。

T1（c＋lgτ1）＝T2（c＋lgτ2），变换公式项得lgτ2＝T1［（c＋lgτ1）／T2］－c，将T1＝853（K）、τ1＝105以及T2＝858、853……代入上式得：

585℃，lgτ2＝4.831，τ2＝67764h;

595℃，lgτ2＝4.4988，τ2＝31539h;

605℃，lgτ2＝4.1743，τ2＝14937h。

答：

略。

40（Lb2D5040）.锅炉尾部烟道内布置的省煤器管（

38×4）运行中因磨损爆管停炉抢修，因爆口位置在管排中间无法处理，须暂时加堵封死，待大修时换管排。

请计算加堵的尺寸。

已知条件：

管子为＃20钢

38×4无缝钢管，制作堵头的材料为＃20钢；

＝111MPa，η＝1；省煤器内最大水压为17.65MPa，最高温度279℃；圆形平端盖系数有孔的K＝0.45，无孔的K＝0.40。

［提示：

tbj＝tb＋30；

；

；r≥S；l≥S］。

答案:

解：

（1）管子规格：

外径DW＝38mm；壁厚σ＝4mm；内径＝DW－（2×σ）＝38－（2×4）＝30（mm）。

（2）计算壁温：

tbj＝tb＋30＝279＋30＝309（℃）。

（3）基本许用应力

＝111MPa；许用应力＝［σ］＝［σ］＝1×111＝111（MPa）。

（4）无孔堵头系数：

K＝0.40。

（5）计算堵头最小厚度：

＝

。

（6）选用堵头厚度：

SL＝6mm＞SLmin＝4.79mm。

（7）堵头内凹深度：

l＝7mm＞S1＝6mm。

（8）堵头内圆角r：

r＝5mm＞S＝4mm。

（9）堵头全高：

H＝S1＋l＝6＋7＝13（mm）。

（10）堵头外径：

38mm,内径

30mm。

答：

略。

41（Lc5D2041）.一个重2000kg的物体，用2绳吊位，已知：

绳“1”离物体重心距离为650mm，绳“2”离物体重心距离为350mm。

试求每个绳所受的拉力。

答案:

解：

设绳“1”捆绑点为支点，绳“2”捆绑点为力点。