火-能源、環境與安全
教師: 林大惠
生活五味     

2018/09/24 ~ 2018/12/03
11小時/11週 (已經開始)

摘要

本課程介紹火與能源的基本原理與特性,利用本土實驗成果作為教材範例,提升學生學習成效。

課程目標

經由介紹火的基本原理與特性,讓學生瞭解燃燒過程,進而明白火的能源應用,及其衍生空污與災害;課程內容也針對火所衍生空污與災害,提出相對應的預防與管制策略。教學目標著重於培養學生在認識問題、面對問題、以至於解決問題的過程中,具備永續經營、環境保育的整合思維,提昇學生的包容力、整合力和創造力,同時發展世界觀、生命觀及終身學習能力,達成全人教育的理想,並期盼其能成為此一普及知識的傳播種子。

授課教師

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林大惠特聘教授

現任 : 成大工學院機械繫特聘教授、能源與科技策略研究中心 中心主任

數位學習參與經歷:

1. 「火」線上課程,高中三年級學生線上增能學習方案計畫,104年。

2. 「火-能源、環境與安全」磨課師課程(錄製中),教育部補助能源科技教學聯盟中心,105-106年。

教學榮譽:

  1. 國立成功大學工學院81學年度教學特優教師。
  2. 國立成功大學分類通識課程(火-能源、環境與安全)91學年度教學優良教師。
  3. 國立成功大學分類通識課程(火-能源、環境與安全)94學年度教學優良教師。
  4. 國立成功大學工學院95學年度教學特優教師。
  5. 國立成功大學95學年度教學傑出教師。
  6. 國立成功大學教學卓越教師學會會士,民國97年。
  7. 國立成功大學分類通識課程(火-能源、環境與安全)99學年度教學優良教師。
  8. 火-能源、環境與安全獲選為「最不能錯過的3門通識課」,國立成功大學校慶85週年學術活動,民國105年。

課程進度表

第1週:化石、熱力與能源轉換燃料

第2週:熱質輸送現象、燃燒化學反應、多步驟燃燒化學反應

第3週:自由噴流與停滯面流、蠟燭/噴流擴散火焰及結構

第4週:課程緩衝複習週

第5週:本生燈預混火焰、預混火焰傳播速度、預混火焰結構與穩定性

第6週:預混火焰與擴散火焰比較、相變化與霧化、油滴火焰

第7週:噴霧火焰、煤炭燃燒、國際能源概況

第8週:課程緩衝複習週

第9週:台灣能源概況、火的加熱應用

第10週:火的動力應用、火的發電應用、化石能源與環境

第11週:空氣污染物

課程內容

週次

單元主題

第一週

主題1-化石燃料簡介

第二週

主題2-熱力與能量轉換

主題3-熱質輸送現象

第三週

主題4-燃燒化學反應

主題5-多步驟燃燒化學反應

第四週

主題6-自由噴流與停滯面流

第五週

主題7-蠟燭擴散火焰

主題8-噴流擴散火焰

主題9-擴散火焰結構

第六週

主題10-本生燈預混火焰

主題11-預混火焰傳播速度

 

週次

日期

類別

單元

單元主題名稱

子題(PPT和MP4)名稱

作業

9/10

課程預備週

9/17

實體課程:課程介紹

9/24

線上課程

1

化石燃料簡介

(62:09)

1.1.化石燃料簡介-碳循環圈

V

1.2.化石燃料簡介-燃燒過程

1.3.化石燃料簡介-煤炭

1.4.化石燃料簡介-石油與天然氣

2

熱力與能量轉換

(28:05)

2.1.熱力與能量轉換-熱力與能量

V

2.2.熱力與能量轉換-能量轉換

10/1

線上課程

3

熱質輸送現象

(24:39)

3.1.熱質輸送現象-擴散與對流

V

3.2.熱質輸送現象-輸送現象

4

燃燒化學反應

(31:20)

4.1.燃燒化學反應-熱力及化學平衡

V

4.2.燃燒化學反應-質量守恆

4.3.燃燒化學反應-能量守恆

5

多步驟燃燒化學反應(31:46)

5.1.多步驟燃燒化學反應-連鎖反應

V

5.2.多步驟燃燒化學反應-阿瑞尼斯方程式

5.3.多步驟燃燒化學反應-3T燃燒要件

10/8

線上課程

6

自由噴流與停滯面流(30:54)

6.1.自由噴流與停滯面流-自由噴流

V

6.2.自由噴流與停滯面流-停滯面流

7

蠟燭擴散火焰

(16:18)

7.1.蠟燭擴散火焰-火焰生成機制

V

7.2.蠟燭擴散火焰-火焰特性

8

噴流擴散火焰

(24:47)

8.1.噴流擴散火焰-火焰特性

V

8.2.噴流擴散火焰-火焰與流力結構

9

擴散火焰結構(8:54)

9.擴散火焰結構

V

10/15

體驗課程(一)

10/22

線上課程

10

本生燈預混火焰

(26:07)

10.1.本生燈預混火焰-預混效應

V

10.2.本生燈預混火焰-可燃極限與焰色

11

預混火焰傳播速度(22:29)

11.1.預混火焰傳播速度-動態平衡

V

11.2.預混火焰傳播速度-吹離與回火

12

預混火焰結構與穩定性(46:22)

12.1.預混火焰結構與穩定性-火焰結構

V

12.2.預混火焰結構與穩定性-停滯面預混火焰

12.3.預混火焰結構與穩定性-火焰穩定性

10/29

線上課程

13

預混火焰與擴散火焰比較(17:10)

13.預混火焰與擴散火焰比較

V

14

相變化與霧化

(27:53)

14.1.相變化與霧化-物質相變化

V

14.2.相變化與霧化-霧化現象

15

油滴火焰

(48:22)

15.1.油滴火焰-直徑平方定律

V

15.2.油滴火焰-自由液滴燃燒特性

15.3.油滴火焰-混合燃料

11/5

線上課程

16

噴霧火焰(20:02)

16.噴霧火焰

V

17

煤炭燃燒(14:07)

17.煤炭燃燒

V

18

國際能源概況

(68:16)

18.1.能源歷史

V

18.2.國際能源現況

18.3.全球二氧化碳排放的整體變化

18.4.全球二氧化碳排放的減量規劃

11/12

體驗課程(二)

十一

11/19

線上課程

19

台灣能源概況

(38:42)

19.1.台灣能源的供給與消費

V

19.2.台灣二氧化碳排放的整體變化

19.3.台灣的再生能源發展規劃

20

火的加熱應用

(40:13)

20.1.火的加熱應用-家用加熱設備

V

20.2.火的加熱應用-金屬工業製程

20.3.火的加熱應用-煉油工業製程

21

火的動力應用

(48:42)

21.1.火的動力應用-汽油引擎

V

十二

11/26

線上課程

21.2.火的動力應用-柴油引擎

21.3.火的動力應用-渦輪噴射引擎

22

火的發電應用

(25:30)

22.1.火的發電應用-瓦特與蒸汽機

V

22.2.火的發電應用-火力發電

23

化石能源與環境

(47:41)

23.1.化石能源與環境-溫室效應

V

23.2.化石能源與環境-臭氧層

十三

12/3

線上課程

23.3.化石能源與環境-酸雨(酸沉降)

24

空氣污染物

(87:51)

24.1.空氣污染物-一氧化碳

V

24.2.空氣污染物-氮氧化物

24.3.空氣污染物-硫氧化物

24.4.空氣污染物-粒狀污染物

24.5.空氣污染物-其他污染物

24.6.空氣品質指標與空氣品質標準

十四

12/10

體驗課程(三)

十五

12/17

實體

25

國際火災現況

26

臺灣火災現況

十六

12/24

實體

27

火災原理與特性

28

火災危害

十七

12/31

開國紀念日(連假)

十八

1/7

29

防火與消防

體驗課程(四)

評分標準

  • 平時測驗:(每單元線上測驗)60%
  • 平時作業:(每單元議題討論)20%
  • 體驗課程報告20%

通過標準


課程及格標準:60分滿分:100分

先修科目或先備能力

大學生及具高中程度的一般民眾。