伝熱工学

科目基礎情報

学校	富山高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	伝熱工学
科目番号	0121	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	機械システム工学科	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	後期:2
教科書/教材	教科書　JSMEテキストシリーズ　伝熱工学（日本機械学会）
担当教員	白川 英観

到達目標

・伝熱形態を理解する．
・熱伝導を理解する．
・対流熱伝達を理解する．
・ふく射伝熱を理解する．
具体的には，下記ルーブリックの各項目が到達目標になる．

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
伝熱形態	伝熱の基本形態を正しく理解，各形態における伝熱機構を詳しく説明できる．	伝熱の基本形態を理解し，各形態における伝熱機構を説明できる．	伝熱の基本形態を説明できない．
伝導伝熱	伝導伝熱を正しく理解し，応用問題を解くことができる．	伝導伝熱を理解し，基礎問題を解くことができる．	伝導伝熱の基礎を理解できず，基礎問題を解くことができない．
対流熱伝達	対流熱伝達を正しく理解し，応用問題を解くことができる．	対流熱伝達を理解し，基礎問題を解くことができる．	対流熱伝達の基礎を理解できず，基礎問題を解くことができない．
ふく射伝熱	ふく射伝熱を正しく理解し，応用問題を解くことができる．	ふく射伝熱を理解し，基礎問題を解くことができる．	ふく射伝熱の基礎を理解できず，基礎問題を解くことができない．

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-6 （核となる専門分野の既存技術を説明でき，社会から要求されている問題や実務上の問題を見出し設定することができる。）

JABEE 1(2)(d)(1) （専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする）の知識と能力）

JABEE 1(2)(e) （種々の科学、技術及び情報を活用して社会の要求を解決するためのデザイン能力）

ディプロマポリシー 1 （機械を構成する材料の物性，製造方法，加工・生産技術や，機械設計に欠かせない材料，熱，流体，機械の力学，電気・情報処理など，幅広い知識と技術，応用力を身につけ，それらを応用したものづくりができる。）

教育方法等

概要:

熱伝達の種類は，伝導熱伝達，対流熱伝達，および放射熱伝達に分けられる。 このような伝熱機構を理解することにより、熱機器設計に必要な伝熱量を算出することができる。 そのため、本科目では，熱エネルギーの有効利用を理解し、熱機器設計に必要な基礎知識を習得することを目的とする．

授業の進め方・方法:

講義と演習を行います．授業後にレポートを課しますので，課題を解くことにより，理解を確実なものにし，提出してください．

注意点:

伝熱工学は，熱力学と流体工学の基礎知識を必要とする学問ですので復習を行い，理解を深めてください． 本科目では、60点以上の評価で単位を認定する。評価が60点に満たない者は、願い出により追認試験を受けることができる。追認試験の結果、単位の修得が認められた者にあっては、その評価を60点とする。授業計画は，学生の理解度に応じて変更する場合がある。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	授業概要の説明。伝熱の分類。	伝熱の基本形態，伝熱機構が理解できる．
		2週	伝導伝熱(1)	フーリエの法則，熱伝導率を理解できる．
		3週	伝導伝熱(2)	熱伝導の基礎方程式を理解できる．
		4週	伝導伝熱(3)	単層平板の定常熱伝導について，熱流束や温度分布，熱抵抗を計算できる．
		5週	伝導伝熱(4)	多層平板の定常熱伝導について，熱流束や温度分布，熱抵抗，接触熱抵抗を計算できる．
		6週	伝導伝熱(5)	単層円筒および多層円筒の定常熱伝導について，熱流束や温度分布，熱抵抗を計算できる．
		7週	非定常熱伝導，熱伝達率・熱通過率，拡大伝熱面	非定常熱伝導や拡大伝熱面について説明できる．対流や放射による伝熱を考慮した熱伝達率および熱通過率を理解できる．
		8週	対流伝熱(1)	エネルギー式，ナビエストークス式，自然対流と強制対流，層流と乱流，温度境界層と速度境界層を説明できる．
	4thQ
		9週	中間試験	中間試験（熱移動の種類と熱伝導現象）
		10週	答案返却、解説、中間試験の復習。
		11週	対流伝熱(2)	平板に沿う強制対流での熱伝達い関係式，局所熱伝達率と平均熱伝達率，物体外側での強制対流での熱伝達関係式を用いることができる．
		12週	対流伝熱(3)	物体内部での強制対流での熱伝達関係式を用いることができる．
		13週	対流伝熱(4)	自然対流での熱伝達関係式を用いることができる．
		14週	放射（ふく射）伝熱	非定常熱伝導や拡大伝熱面について説明できる．黒体の定義を説明できる．プランクの法則、ステファン・ボルツマンの法則、ウィーンの変位則を説明できる．単色ふく射率および全ふく射率を説明できる．
		15週	期末試験	期末試験（対流熱伝達とふく射伝熱）
		16週	答案返却、解説、授業アンケート。

評価割合

	試験	レポート	合計
総合評価割合	70	30	100
理解度	70	30	100