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授课对象

本课程适合冶金工程、动力工程及工程热物理专业及相关专业的高年级本科生或研究生。

能源系统工程

Energy Systems Engineering

武汉科技大学 / 许学成( 讲师)

开课语种

中文

开课次数

1次

累计选课

34人

选择周期:
【MOOC学分课】2025春季学期
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课程简介

“高效节能、绿色环保”是人类社会未来发展的重要方向,能源的利用和管理与之息息相关。本课程从系统的观点出发,采用“载能体”的概念将生产过程消耗的能源与非能源物资进行统一,基于“能值”这一指标衡量产品的载能量,从完全能耗的角度将节能的视角扩大到了从天然资源到产品形成的整个过程,指明了工业生产过程节能的方向和途径。并以载能体和完全能耗为基本原则,能耗和成本最优为目标,建立了能源系统工程的基本原理和方法,可为生产过程中能源利用和管理的科学问题提供积极指导。


教学目标

本课程为本科生高年级或相关专业研究生课程,适合冶金工程、动力工程及工程热物理专业及相关专业的高年级本科生或研究生。本课程能源系统工程是在学生本科阶段学习了冶金概论课程,对钢铁厂生产过程有一定的了解,在学习了高等数学和线性代数等基础课程以及传热学、燃烧学、流体力学、工程热力学等专业基础知识课程后开设的。

通过本课程的学习,希望达到以下目标:

1)了解能源及能源现状的基本知识。能够了解本专业知识在该领域的作用及应用,能基本阐述建国以来我国能源的发展历程及改革开放以来我国节能工作的发展历程,增强专业自信,增强学生的民族自信和爱国情怀。

2)了解钢铁厂生产过程中能源的生产、转换和利用过程和理论;通过对流程的介绍,提醒学生要善于提炼描述事物的本质,做任何事要考虑其可行性、经济性。

3)掌握系统分析方法理论及其推导过程;

4)能够利用能源系统工程课程的知识,从冶金生产全系统的角度,解决冶金生产过程中能源管理和利用的科学问题。



教学方法

采用线上线下混合式的教学方法,注重基础理论的讲解,贯彻理论与实践相结合的原则,课堂例题及课后习题体现工程实际背景特色,具体如下:

(1)以载能体和完全能耗为基本原则,能耗和成本最优为目标,系统介绍能源系统工程的基本原理和方法

(2)以学生分组讨论,分组演讲为手段,强化对节能政策与技术、能源管理工作的认识和理解;

(3)以实际生产过程案例分析为手段,培养数据分析与节能工程技术的实践能力。


参考教材

教材:陆钟武,蔡九菊. 系统节能基础,沈阳:东北大学出版社,2010.


  • 1  绪论
    • 1.1  课程简介及钢铁生产流程概述
    • 1.2  能源及能源现状
    • 1.3  我国钢铁工业的能源消耗和节能进程
    • 1.4  能源系统工程基本概念与研究内容
    • 1.5  第一章测验
  • 2  基本概念
    • 2.1  产品能耗
    • 2.2  载能体
    • 2.3  产品能值计算-累加法
    • 2.4  第二章测验
  • 3  节能的方向和途径
    • 3.1  节能方向与措施
    • 3.2  节能工作中的优化问题(一)
    • 3.3  节能工作中的优化问题(二)
    • 3.4  第三章测验
  • 4  系统节能研究方法
    • 4.1  吨钢能耗分析法
    • 4.2  投入产出法
    • 4.3  最优化方法——线性规划
    • 4.4  系统分析方法
    • 4.5  第四章测验
  • 5  企业的能源数据
    • 5.1  企业的能源数据
    • 5.2  第五章测验
  • 6  系统节能优化模型及应用
    • 6.1  系统节能优化模型
    • 6.2  系统节能优化模型的应用
    • 6.3  第六章测验
  • 7  炼铁系统的节能
    • 7.1  炼铁系统简介及其节能方向分析
    • 7.2  炼铁系统节能技术
    • 7.3  第七章测验
  • 8  炼钢系统的节能
    • 8.1  炼钢系统简介及两种炼钢方法的比较
    • 8.2  炼钢系统节能方向分析
    • 8.3  炼钢系统节能技术
    • 8.4  第八章测验
  • 9  轧钢系统的节能
    • 9.1  轧钢系统简介及其节能方向分析
    • 9.2  轧钢系统节能技术
    • 9.3  第九章测验
暂无章节

考核方法

本课程授课方式采取自由模式

本课程为线上线下混合式教学,对于本校本专业学生来说,考核方式如下:

总评成绩=平时成绩×30%+考试成绩×70%

平时成绩基于完成本在线课程全部学习任务情况而定,考试成绩基于期末闭卷考试的卷面成绩而定。


线上计分标准

视频 作业 测验 线上期末考试 讨论 签到 合计
20% 10% 20% 40% 5% 5% 100%

* 视频:每单个视频的观看进度大于90%才算完成,否则该视频不计入已完成视频个数;

讨论:发布5分/条,回复5分/条,加精10分/条,置顶10分/条,最高100分,再按权5%折算实际得分;

签到:累计60次得满分,每日只能签到一次(系统自动记录)。

视频和测验类任务点完成数达80.0%才能参加考试

建议学生按照如下计划进行学习,所有课程视频和资料均一次性开放,学生可根据自身情况调整学习计划:

1


学时1

1.绪论

学时2

2.基本概念

2


学时1

3.节能的方向和途径

学时2

3.节能的方向和途径

3


学时1

4.系统节能研究方法

学时2

4.系统节能研究方法

4


学时1

4.系统节能研究方法

学时2

4.系统节能研究方法

5


学时1

习题课

学时2

期中考试

6


学时1

5.企业的能源数据

学时2

6.系统节能优化模型及应用

7


学时1

6. 系统节能优化模型及应用

学时2

7.炼铁系统的技能

8


学时1

7.炼铁系统的节能

学时2

8.炼钢系统的节能

9


学时1

8.炼钢系统的节能

学时2

9.轧钢系统的节能

10


学时1

9.轧钢系统的节能

学时2

习题课


暂无认证机构
2025春季学期
开课时间:2025.02.21 - 2025.05.12
建议学分:2.5分
建议学时:40学时
教学模式:自由模式
教学团队

许学成

讲师

武汉科技大学

许学成,男, 武汉科技大学讲师,“工业炉先进技术湖北省协同创新中心”、“高温热工装备节能新技术与新材料学科交叉创新团队” 、“高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心”青年骨干人员,获“武汉科技大学三育人先进个人”、“武汉科技大学教学优秀”等荣誉称号。主要研究方向为传热传质、节能技术、高效清洁燃烧等。

陈元元

副教授

武汉科技大学

陈元元,女,武汉科技大学副教授,曾做为技术负责人参与了宝钢、武钢、首钢迁钢、酒钢等冷轧连退线的建设工作,具有丰富的工程经验,并获得国际项目管理专业资质(IPMP C级)认证。主要研究方向为传热传质、节能技术、高效清洁燃烧等。

戴方钦

教授

武汉科技大学

戴方钦,男,武汉科技大学教授、博士生导师。1990年-2010年在原冶金部武汉冶金建筑研究院工作,历任热能研究所所长、院总工办主任、院副总工程师,副院长兼总工程师等职。 2007年被中国国资委选派到美国德州大学阿灵顿分校学习工商管理,取得EMBA硕士学位。2004年成为享受国务院特殊津贴的专家。2000年在武汉市第三届十大杰出青年评选中被授予武汉优秀青年科技创新奖。2007年武汉市青山区授予优秀创新能手称号。2010年10月被武汉科技大学作为人才引进,现为材料与冶金学院教授,博士生导师。