概要:
「化学工学Ⅰ」の講義で学んだ内容に関する演習に取り組み,講義内容の理解を深めて定着を図る。また,それを応用して問題を解く能力を習得する。
授業の進め方・方法:
学生に教科書を中心とした予習を課し,講義では小テストおよび演習問題を解き,提出させる(個人の評価)。また,グループ(4~5人)による小テストおよび演習問題の確認を行い,グループごとに解答を提出させる(グループの評価)。個人学習とグループ学習の間に,前週の小テストおよび演習問題の返却を行い,解説を行う。
注意点:
成績評価は,「化学工学Ⅰ」とあわせて行う。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
1. 演習(1)[1-2]:物理量とSI単位に関する演習を行う。 |
SI単位系の基本単位,誘導単位,接頭語を用い,記述することができる。
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2週 |
1. 演習(1)[1-2]:物理量とSI単位に関する演習を行う。 |
SI単位系と従来の単位系(絶対単位系,重力単位系)の単位換算を計算できる。
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3週 |
2. 演習(2)[3-6]:物質収支,熱収支に関する演習を行う。 |
物理的操作の物質収支を計算できる。
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4週 |
2. 演習(2)[3-6]:物質収支,熱収支に関する演習を行う。 |
化学反応操作の物質収支を計算できる。
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5週 |
2. 演習(2)[3-6]:物質収支,熱収支に関する演習を行う。 |
物理的操作の熱収支を計算できる。
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6週 |
2. 演習(2)[3-6]:物質収支,熱収支に関する演習を行う。 |
化学反応操作の熱収支を理解できる。
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7週 |
3. 演習(3)[7-8]:流動の物質収支,流動のエネルギー収支や損失に関する演習を行う。 |
流動の物質収支が計算できる。
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8週 |
3. 演習(3)[7-8]:流動の物質収支,流動のエネルギー収支や損失に関する演習を行う。 |
流動のエネルギー収支や損失を計算できる。
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2ndQ |
9週 |
4. 演習(4)[9-11]:円管内の流速,流量,レイノルズ数,流動状態(層流,乱流) に関する演習を行う。 |
円管内の流速,流量を計算できる。
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10週 |
4. 演習(4)[9-11]:円管内の流速,流量,レイノルズ数,流動状態(層流,乱流) に関する演習を行う。
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円管内のレイノルズ数を計算し,流動状態(層流,遷移域,乱流)を判定できる。
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11週 |
4. 演習(4)[10-11]:円管内の流速,流量,レイノルズ数,流動状態(層流,乱流) に関する演習を行う。
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円管内,菅路の急拡大・急縮小の摩擦損失を計算できる。
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12週 |
5. 演習(5)[12-14]:流動に必要な所要動力に関する演習を行う。 |
所要動力の算出式,ポンプとモーターの総合効率,菅路の急拡大・急縮小,継手・弁の摩擦損失を計算できる。
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13週 |
5. 演習(5)[12-14]:流動に必要な所要動力に関する演習を行う。 |
流体輸送に必要な所要動力を計算できる。
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14週 |
5. 演習(5)[12-14]:流動に必要な所要動力に関する演習を行う。 |
流体輸送に必要な所要動力を計算できる。
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15週 |
6. 演習(6)[15]:流量測定に関する演習を行う。 |
オリフィス計,ピトー菅の計算ができる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
7. 演習(7)[16-19]:伝導伝熱における熱移動に関する演習を行う。 |
平板状固体層の熱移動を計算できる。
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2週 |
7. 演習(7)[16-19]:伝導伝熱における熱移動に関する演習を行う。 |
多重平板状固体層の熱移動を計算できる。
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3週 |
7. 演習(7)[16-19]:伝導伝熱における熱移動に関する演習を行う。 |
円筒状固体層,多重円筒状固体層の熱移動を計算できる。
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4週 |
7. 演習(7)[16-19]:伝導伝熱における熱移動に関する演習を行う。 |
円筒状固体層,多重円筒状固体層の熱移動を計算できる。
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5週 |
8. 演習(8)[20-24]:対流伝熱および熱交換器の設計に関する演習を行う。 |
総括伝熱係数を計算できる。
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6週 |
8. 演習(8)[20-24]:対流伝熱および熱交換器の設計に関する演習を行う。 |
熱交換器の熱収支,対数平均温度,伝熱速度を計算できる。
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7週 |
8. 演習(8)[20-24]:対流伝熱および熱交換器の設計に関する演習を行う。 |
二重菅式熱交換器の熱収支,対数平均温度,伝熱速度を計算できる。
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8週 |
8. 演習(8)[20-24]:対流伝熱および熱交換器の設計に関する演習を行う。 |
熱交換器の基礎設計ができ,熱交換器の構造を説明できる。
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4thQ |
9週 |
8. 演習(8)[20-24]:対流伝熱および熱交換器の設計に関する演習を行う。 |
境膜伝熱係数を計算できる。
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10週 |
9. 演習(9)[25-27]:放射伝熱に関する演習を行う。 |
二物体間の放射伝熱を計算できる。
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11週 |
9. 演習(9)[25-27]:放射伝熱に関する演習を行う。 |
放射および対流の複合伝熱を計算できる。
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12週 |
9. 演習(9)[25-27]:放射伝熱に関する演習を行う。 |
放射および対流の複合伝熱を計算できる。
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13週 |
演習(10)[28-30]:蒸発装置の物質収支,熱収支に関する演習を行う。 |
蒸発缶の物質収支と熱収支を計算できる。
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14週 |
演習(10)[28-30]:蒸発装置の物質収支,熱収支に関する演習を行う。 |
蒸発缶の加熱面積,飽和水蒸気量を計算できる。
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15週 |
演習(10)[28-30]:蒸発装置の物質収支,熱収支に関する演習を行う。 |
蒸発装置の種類と構造を説明できる。
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16週 |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 化学工学 | SI単位への単位換算ができる。 | 2 | |
物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 3 | |
化学反応を伴う場合と伴わない場合のプロセスの物質収支の計算ができる。 | 3 | |
管径と流速・流量・レイノルズ数の計算ができ、流れの状態(層流・乱流)の判断ができる。 | 3 | |
流れの物質収支の計算ができる。 | 3 | |
流れのエネルギー収支やエネルギー損失の計算ができる。 | 3 | |
流体輸送の動力の計算ができる。 | 3 | |
熱交換器の構造、熱収支について説明できる。 | 2 | |
熱伝導による熱流量について説明できる。 | 3 | |
熱交換器内の熱流量について説明できる。 | 3 | |
放射伝熱について説明できる。 | 3 | |
蒸発装置について説明できる。 | 3 | |
蒸発缶の物質収支と熱収支の計算ができる。 | 3 | |