地热能利用原理及技术教学大纲.pdf

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1、第 1 页/共 4 页地热能利用原理及技术一、课程说明课程编号：100312Z10 课程名称：地热能利用原理及技术/Principle and Technology of Geothermal Energy 课程类别：专业教育课程学时/学分：32 学时/2 学分先修课程：工程热力学、传热学、工程流体力学适用专业：新能源科学与工程教材：自编地热能利用原理及技术-计划 2019 年出版教学参考书：1MA Grant,PF Bixley.Geothermal Reservoir Engineering(Second Edition).Elsevier Inc.,2011 2徐世光，郭远生.地热学基础

2、.北京：科学出版社，2009.3蔡义汉.地热直接利用.天津：天津大学出版社，2004.4Kestin.地热和地热发电技术指南.北京：水力电力出版社，1988.二、课程设置的目的意义地热能利用原理及技术课程是新能源科学与工程专业设立的专业选修课，本课程设置的目的是让学生掌握地热能利用的基本原理，了解地热利用的现状，初步掌握地热能利用、评估和施工中所采用的基本方法，为学生将来从事地热能利用与开发工作奠定相关的理论基础。地热资源是一种无污染的清洁能源，必将成为未来能源的一个重要组成部分。本课程的设置不仅能丰富新能源专业学生的知识体系，而且对开发利用地热能、缓解我国能源资源压力、实现非化石能源的目标具

3、有重要的现实意义。三、课程的基本要求知识方面的基本要求：了解常用的钻井设备与钻井技术；掌握基本的热储模型、能够进行热储和地热资源评估；掌握地热采暖、地源热泵、地热温室、地热旅游等直接利用方式的基本工作原理与系统型式，了解相应的设计步骤与原则；掌握直接蒸汽循环、闪蒸循环、有机Rankine 循环等地热发电循环的热力计算方法；为研究生阶段继续深入学习和原创性研究提供基本的知识储备；能力方面的基本要求：培养运用工程热力学、传热学和流体力学等专业基础知识解决实际工程问题的能力与思维；掌握地热能利用中涉及的工程设计的基本原则与理念；第 2 页/共 4 页了解地热行业的发展动态和应用现状，培养国际视野及较

4、强的创新能力和实践能力；素质培养方面的具体要求：培养良好的社会责任感和职业道德；形成自主学习和终生学习的意识和习惯，培养适应发展的素质；培养沟通交流的能力和团队合作的精神。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课（含研讨）实践第 1 章绪论地热发展历史与现状；地热资源分布；本课程结构与内容2 2 0 全球地热资源分布规律、中国地热资源分布规律教学方法：讲授法；教学手段：结合数据和图表讲解地热发展现状和我国地热资源分布。第 2 章地 热基 本概念地温场与大地热流；地热异常；地热系统；地热能传递原理4 4 0 地热相关的基本

5、概念；常见的地热异常表现形式；地热系统组成、基本概念、常见类型；地热传导；多孔介质简介；渗流与热对流地 热 系统 的 分类；多孔介 质 中渗 流 方程 的 理解教学方法：讲授法、演示法、练习法；教学手段：通过动画视频、图片等多媒体演示相关物理过程，促进对基本概 念 和 现 象 的 理解；3 学时课程讲授、1 学时例题讲解、习题巩固。第 3 章热 储模型概念模型；瞬态压力模型；集总参数模型；储量6 6 0 热 储 模 型 概述、热储制图；常见的热储开采模型；基本模型、冷水补给；有效能量、热储量、功率密度、流体储量计算温 度 剖面 与 压力 剖 面的应用；热储开采模型；理解 基 本的 集 总参 数

6、 模型；热储量 的 估算教学方法：讲授法、交流法；任务驱动法；教学手段：在讲解基本概念和模型的基础上，开展课堂小组讨论，加深理解。布置小组大作业，提升解决问题的能力。4 学时课程讲授；1 学时例题讲解；1 学时课堂讨论。第 4 章钻 井与 测试钻井与完井；井下测量；钻进测量；完井与温度恢复6 6 0 钻井设备；地热井的设计；地热测井；数据采集与误差分析、测井程序设计；钻井测量、温度恢复、阶段性测试；完井测试的测试程序、热储参数的确定、井孔热传递、温度恢复数据问题、误差来源；地 温 测定 的 方法 与 程序；热储参 数 的估 计 计算；注水井 井 口压 力 的确定教学方法：讲授法、练习法；教学手

7、段：以课堂讲授为主，尤其是结合典型案例剖析基本理论。布置相关课后习题，提升解决问题的能力，强化理解。5 学时课程讲授；1 学时案例分析。第 5 章地源热泵；6 6 2 热泵的原理、地 埋 管教学方法：讲授法、文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ

8、7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码

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13、3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1第 3 页/共 4 页章节教学内容总学时学时分配教学重点

14、教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课（含研讨）实践地 热直 接利用其它直接热利用地埋管换热器的传热计算、地 下 回 路 设计；地热采暖、地热温室、地热水产养殖、温泉浴疗、地热旅游换 热 器传 热 计算实验法、任务驱动法；教学手段：结合工程实例、实验操作，讲授直接热利用系统的基本原理。布置小组作业，提升解决问题的能力。5 学时课程讲授；1 学时案例分析。第 6 章地 热发电直接蒸汽循环；闪蒸循环；有机Rankine 循环6 6 0 直接蒸汽发电循 环 系 统 构成、热力计算；闪蒸系统的组成、热力计算与分析；有机Rankine 循 环的组成、有机工质特性、热力计算发 电 循环 的 热力

15、 过 程分析；工质 的 特性 和 热力计算教学方法：讲授法、练习法；教学手段：复习热力学相关基础，讲授地热发电循环，尤其是结合典型案例剖析基本热力计算过程。布置课后习题，深化理解。5 学时课程讲授；1 学时例题分析。总复习2 2 合计32 32 2 注 1：实验课时计入专业实验课课时五、实践教学内容和基本要求实验名称实验内容学时基本要求地埋管地源热泵运行实验地源热泵机组的开机、运行与停机，性能测试，分析地埋管换热性能2 记录地埋管侧循环水温度、热泵功率、蒸发温度、冷凝温度、室内温度，计算热泵主机COP、系统COP，进行误差分析等，撰写实验报告。六、考核方式及成绩评定考核内容包括基本知识的掌握情

16、况，分析和解决问题的能力，应用理论解决实际工程问题的能力，对所学知识的归纳整理，对问题的分析和表达，沟通与交流的综合表现。考核的重点在于学习过程中的能动性，实验操作能力，发现问题的能力，分析和归纳问题的能力，以及认知和表达的能力。考核方式考核内容成绩比例（%）备注考勤（学生参与度）、随堂平时到课率、课堂问答、研讨的积极性15 可分组进行作业与练习（逐题评阅打分）基本知识、分析解决问题的能力15 无预警考核、期中考试课程知识和分析能力、学习主动性20 期末考试课程教学知识的总体考查50 文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5

17、V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4S6 ZZ7T7N8B9L1文档编码:CF6N1P8H5V3 HE9P2C10X4

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