1. 調湿,固体材料の乾燥機構,および乾燥プロセス等について説明および計算ができる
2. 粒子の粒度,流体中における粒子の終末沈降速度,粒子層中を流れる流体の流動現象,ろ過操作等について説明および計算ができる
概要:
化学工学における単位操作のうち、調湿、乾燥(固体材料の乾燥プロセスと操作)、粉体の取り扱い(粒子の粒度,流体中における粒子の終末沈降速度,粒子層中を流れる流体の流動現象),並びにろ過操作等について学ぶ。講義は板書を中心として行うとともに、例題による演習を行う。
授業の進め方・方法:
授業方法は講義と演習によって行う。自学自習として課題を出題し、提出を求める。評価は中間試験および定期試験の成績(80%)と、の解答内容課題提出(20%)で行う。
注意点:
化学工学および関連装置の操作設計に関する工学的な考え方と計算方法を十分に理解して下さい。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
化学工学基礎-単位変換、収支計算、流動、伝熱 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
単位変換、収支計算、流動、伝熱の基礎を理解し、計算することができる。
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2週 |
調湿-湿り空気の性質と表し方 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
湿り空気の性質と表し方を理解し、湿度等の物性値を計算で求めることができる。
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3週 |
調湿-熱と物質の同時移動、湿度図表 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
熱と物質の同時移動を理解し、湿度図表を扱うことができる。
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4週 |
調湿-増湿操作と減湿操作 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
増湿操作と減湿操作を理解し、操作条件を求めることができる。
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5週 |
乾燥操作と乾燥プロセス-含水率、乾燥特性曲線 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
乾燥機構を理解し、含水率の計算と乾燥特性曲線を読み解くことができる。
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6週 |
乾燥操作と乾燥プロセス-恒率乾燥速度、減率乾燥速度 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
恒率乾燥速度、減率乾燥速度の定義と導出を理解して、計算によって求めることができる。
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7週 |
乾燥操作と乾燥プロセス-乾燥所要時間 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
乾燥所要時間の定義と導出を理解して、計算することができる。
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8週 |
中間試験 予習:これまでの項目を理解する。 復習:解答できなかった問題を復習する。 |
これまでの内容を理解して、問題に解答することができる。
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4thQ |
9週 |
粉体の基本的特性-粉体の定義、粒子径と平均粒径 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
粉体の定義、および粒子径と平均粒径の概念と測定方法について理解し、求めることができる。
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10週 |
粉体の粒度 頻度分布,積算ふるい上分布、積算ふるい下分布 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
頻度分布、積算ふるい上分布、積算ふるい下分布を理解し、計算して値を求め、作図することができる。
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11週 |
単一粒子の沈降現象-力の平衡、Stokes式と粒度測定 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
単一粒子の沈降現象とStokes式を理解し、粒度測定の計算をすることができる。
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12週 |
粒子層中の層流条件での透過流動現象 -Hagen-Poiseulle式、Kozeny-Carman式 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
Hagen-Poiseulle式、Kozeny-Carman式を理解して、計算に用いることができる。
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13週 |
粒子層中の層流条件での透過流動現象 -Ruthの定圧ろ過式 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
Ruthの定圧ろ過式を理解して、作図することができる。
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14週 |
定圧濾過操作 -Ruthの濾過定数と濾過抵抗 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
Ruthプロットを用いて定圧濾過の定数を計算することができる。
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15週 |
膜を用いた物質の分離と精製 -ろ過と膜分離 予習:上記授業内容の項目を理解する。 復習:課題の問題を解く。 |
ろ過操作と膜分離操作の原理と目的、方法を理解する。
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16週 |
定期試験 予習:これまでの項目を理解する。 復習:解答できなかった問題を復習する。 |
これまでの内容を理解して、問題に解答することができる。
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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。 | 4 | |
物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
流れの物質収支の計算ができる。 | 4 | |
基本的な抽出の目的や方法を理解し、抽出率など関係する計算ができる。 | 4 | |
吸着や膜分離の原理・目的・方法を理解できる。 | 4 | |