热工技能竞赛理论测试试卷L2 - 答案

热工技能竞赛理论测试试卷L2（答案）

一、计算题【本大题共10小题，每题5分，共50分。】

1、已知某热电偶热电动势有E (1000，0)＝41.27mV ，E (20，0)＝0.8mV 和E (30，20)＝0.4mV 。试求该热电偶的热电动势E (30，0)、E (1000，20)和E (30，1000)? 解：由中间温度定律，可得 E (30，0)＝E (30，20)＋E (20，0)

＝0.4mV ＋0.8mV ＝1.2mV

E (1000，20)＝E (1000，0)－E (20，0)

＝41.27mV －0.8mV ＝40.47mV

E (30，1000)＝E (30，0)－E (1000，0)＝1.2mV －41.27mV ＝－40.07mV 答：略。

2、检定一只测量范围为0～10MPa ，准确度为1.5级的弹簧管式压力表，所用的精密压力表的量程和准确度等级应为多少?

解：检定一般压力表时，作为标准器的精密压力表的允许误差的绝对值应不大于被检表允许误差绝对值的1／3，其测量上限值一般应比被检表的测量上限值大1／3为好。为此： 精密表的测量上限应为

101+1313.3MPa

??? ?

?

?＝

根据弹簧管式精密压力表的产品系列，可选用0～16MPa 的精密压力表。

被检表允许基本误差的绝对值为：

100.15MPa ×

＝15100.

则精密表的允许基本误差的绝对值应不大于0.05MPa 。

设精密表的准确度级别为α，则α应为

α≤＝0.05

0.050.3125?100

16

答：可选用0.5级精密压力表。

3、如图3-1所示的R-L、C并联电路中，已知R＝10－2Ω，L＝8×10－6H，C＝2×10－5F，求该电路的谐振频率。

图3-1

解：

Y

R

C

R L

R L

C

=

+j L

+j

j

+()

+j

1

22

ω

ω

ω

ω

＝

ω

-

＝－

R

R L

C

L

R L

2+()

+j

+()

ω

ω

ω

ω

222

令

ω

ω

ω

ω

π

220

2

20

2

2

11

2

1

C

L

R L LC

R

L

f

LC

R

L

---

+()

＝＝＝

f

065

2

6

2

1

2314

1

810210

10

810

12587Hz

＝

×××××

＝

.--

-

-

-

?

?

?

?

?

答：谐振频率为12587Hz。

4、用标准节流装置测量过热蒸汽流量，已知设计条件：最大流量q m＝512.5t／h、最大差压ΔP m＝40kPa、过热蒸汽压力17.0MPa、过热汽温540℃(设计密度为ρ0＝51.177kg／m3)。试求当过热蒸汽压力为16MPa、过热汽温为500℃(运行密度为ρ1＝51.840kg／m3)，产生差压为ΔP1＝32kPa时，只考虑蒸汽密度修正，管道内实际蒸汽流量为多少?

解：∵

q k P

＝Δ

设流量计测得的流量为q1

则

q q P P

11

5125

＝·ΔΔ＝×＝

m m

/.32/40458.4(t/h)

考虑蒸汽密度修正，设实际蒸汽流量为q′1，得

''

q q/.. /..(t/h)

1

11

458451840511774613

＝·＝×＝

１

ρρ

答：管道内实际蒸汽流量为461.3t／h。

5、不计空白电动势下，氧化锆设计烟温为800℃，其显示仪指示氧量为10.392%时发现：①实际烟温是650℃；②氧化锆管存在空白电动势0.4mV。试求：该时烟气实际含氧量是多少?仪表指示相对误差是多少?

解：因为氧化锆管产生的氧电势＋空白电势＝显示仪表指示电势

设实际含氧量为y，相对误差为γ，则由能斯脱公式得

0.0496(650+273.15)lg 20.80

+0.40.0496(800+273.451)lg

20.80

10.392 y

＝

解得y＝9.473

仪表指示相对误差γ＝×＝

103929473

9473

100%970% ..

.

.

-

答：含氧量为9.473，相对误差为9.70%。

6、试导出1Pa与工程大气压的换算关系。

解：因为1Pa定义为1kgf垂直且均匀地作用在1m2的面积上所产生的压力。

因为1kgf＝9.80665N

1kgf／cm2＝9.80665×104N／m2＝0.980665×105Pa

得1Pa＝1.019716×10－5kgf／cm2

7、按有效数字运算规则计算下列结果

(1)0.024＋6.708＋109；

(2)2506×0.044÷0.0125。

解：(1)0.024＋6.708＋109＝115.732，三个数中小数位最少的是109，故运算结果取116。

(2)2506×0.044÷0.0125＝8821.12，三个数中，有效位数最少的为二位，故运算结果取8.8×103。

8、有一只0～25MPa的0.4级精密压力表，分别在环境温度为14℃和29℃下使用，试分别计算出该表的温度修正值。若不进行示值修正，该表的示值相对误差为多少?

答案：解：当环境温度为14℃时，压力修正值应为

ΔP1＝K·P·(t2－t1)＝0.0004×25×(14－17)＝0.03MPa

其示值相对误差为

Δ＝±×

×＝±

1250.4%+0.03

25

100%0.52%

当环境温度为29℃时，压力修正值为

ΔP2＝0.0004×25×(29－23)＝0.06MPa 其示值相对误差应为

Δ＝±×

×＝±

2250.4%+0.06

25

100%0.64%

答：相对误差为±0.64%。

9、在进行差压管路敷设时,已知敷设的管路长度24m,试问管路两端的最小高度差不少于多少米？解：根据规程,在敷设差压管路时,管路应保持不小于1:12的坡度。

最小的高度差=1/12·24=2(m)

即管路两端最小高度差不应小于2m。

10、应用热电偶定律，试求如图10-1所示的三种热电极组成回路的总热电动势值，并指出其电流方向?

图10-1

解法1：根据均质导体定律，可令镍铬电极上任意一点A的温度为80℃，于是回路热电动势可由镍铬-镍硅(K分度)与镍铬-康铜(E分度)两种热电偶对接而成，并假设回路电动势计算方向为顺时针方向，则有Σe＝EK(100，80)－EE（300，80）＝(4.095－3.266)－(21.033－4.983)＝－15.22mV，因Σe是负值，说明电流方向为逆时针方向。

解法2：在三支热电极中间各取一点并令其温度为0℃。于是回路热电动势由镍铬-镍硅、镍铬-康铜和镍硅-康铜三支热电偶串接而成，其中镍硅-康铜热电动势用参考电极定律运算。假设回路电动势按顺时针方向为计算方向，则有

Σe＝EK(100，0)－EE(300，0)＋EE(80，0)－EK(80，0)＝4.095－21.033＋4.983－3.266＝－15.22mV结果与解法1相同，电流方向也是逆时针方向。

二、作图题【本大题共10小题，每题5分，共50分。】

1、试画出差压计安装在管道下方测量水蒸气流量的差压式流量计的导压管敷设示意图。

答：导压管敷设示意图如下图所示。

图1-1

1-节流装置；2-一次阀；3-二次阀；4-平衡容器(冷凝器)；5-沉降器；6-排污阀；7-平衡阀

2、根据下列逻辑图E-1画出PLC梯形图。梯形图中用表示接点，用( )表示线圈，将输出线圈写在最右边。

图2-1

答：梯形图如下图所示。

图2-2

3、已知一逻辑如图D-4所示：

图3-1

A点波形图如图D-5所示，请画出B点及C点的波形

图3-2

解：B点及C点的波形如图3-3。

图3-3

答：略。

4、单位反馈调节系统的单位阶跃响应曲线图4-1所示，求出该系统的超调量、峰值时间、稳态终值、衰减率、动态偏差、静态偏差。

00.1t/s

1.0

h(t)

1.4

1.1

图4-1

解：超调量

p

1.41

M*100%40%

1

-

==峰值时间0.1

p

t=秒稳态终值)

(∞

c=1

衰减率ψ=（0.4-0.1）/0.4=75% 动态偏差=1.4-1=0.4 静态偏差= 1-1=0

5、汽包压力的变化将影响汽包水位差压式水位计的测量结果，因此汽包水位测量要通过汽包压力信号进行自动校正，请画出汽包水位测量系统带压力校正SAMA图或简化框图。

答：

图5-1 汽包水位测量系统压力修正

F1(x) 正确应用2分；,F2(x)正确应用2分；其它正确应用1分

6、主给水流量一般通过节流式差压装置进行测量，并经开方运算及给水温度补偿。其中给水流量变送器通常采用三个独立检测回路，给水温度和过热器喷水流量都采用二个独立测量回路，通过二选一进行，请1）画出该给水流量信号的测量系统SAMA图；2）画出给水流量信号三选中逻辑图。

答：

节流式差压装置测量给水流量系统SAMA图，其中给水温度二选一，其量纲转化成绝对温度，函数f(x)将给水温度转化成密度，作为温度补偿，给水独立的给水流量信号通过三选中逻辑判断。给水流量大于30%逻辑判断为单/三冲量控制切换所需过热器减温水流量二选一计入给水流量。过热器减温水流量二选取一计入给水流量中。

7、简述直流锅炉负荷调节的两种原则性方案，简要说明。

答：

图7-1直流锅炉负荷调节的两种原则性方案

方案一，负荷（或者锅炉主控）直接调节给水量。煤水比控制器，调节燃料量。方案二：负荷直接调节燃料量，煤水比控制器控制，调节给水量。

8、如图8-1所示，在图中标出电流产生的磁场方向或电源正负极性。

图8-1

答：如图8-2所示

图8-2

9、画出用两支同型号热电偶测量某两点温差的线路连接示意图。

答：测温差的线路连接图，如图9-1所示。所测温度为t1－t2，即t1与t2的温度差。

图9-1

10、画出火力发电流程中的朗肯循环图并简要说明各个过程。

答：如图10-1所示。

图10-1 1-2，汽轮机中的绝热膨胀过程；

2-3，凝汽器中的凝结放热过程；

3-4，给水泵中的绝热压缩过程；

4-a-b-1，锅炉中给水加热到过热蒸汽过程。

面对强大的对手，明知不敌，也要毅然亮剑，即使倒下，也要化成一座山