到達目標
□熱伝導、熱対流、熱ふく射の３つの熱移動形態を理解し説明できる
□熱伝導の基礎式の誘導ができ、定常熱伝導と非定常熱伝導における熱移動計算ができる
□対流熱伝達の基礎式の誘導ができ、速度境界層、温度境界層と無次元数を説明できる
□熱放射の基礎式の誘導ができ、２物体間で行われるふく射熱量の計算ができる
□相変化を伴う熱伝達が説明できる
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 |
| 評価項目1 | フーリエの法則および熱伝導率を理解し，説明できる | フーリエの法則および熱伝導率を説明できる | フーリエの法則および熱伝導率を説明できない |
| 評価項目2 | ニュートンの冷却法則および熱伝達率を理解し，説明できる | ニュートンの冷却法則および熱伝達率を説明できる | ニュートンの冷却法則および熱伝達率を説明できない |
| 評価項目3 | ふく射伝熱を理解し，説明できる | ふく射伝熱を説明できる | ふく射伝熱を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
熱の移動現象を学び、人間の諸活動に不可欠なエネルギーの輸送、変換技術の基礎を理解し、エネルギーに関連した
機械機器の基本設計に必要な知識を習得する。
授業の進め方・方法:
座学で行う．関数電卓を持ってくること．
注意点:
物理を理解していること，簡単な微分方程式が解けること，流体力学，熱力学の基礎知識が必要です．
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
講義概要の説明および国際単位系（SI単位系）：
伝熱工学の歴史やその体系について説明を行う．伝熱
工学で使用する単位について国際単位系と工学単位系
の区別が出来るように説明する |
伝熱工学で使用する単位をさまざまな単位系で表現できる
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| 2週 |
熱移動の形式：
熱移動の形式熱が移動する手段は、熱伝導（Heat con
duction ），熱伝達（Convective heat transfer），
熱放射（Thermal
radiation）の３つに大きく分けることができる．そ
れぞれについて実例を挙げ，各熱移動手段の特徴を説
明する． |
熱移動の三形態を説明できる
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| 3週 |
一次元定常熱伝導Ⅰ：
固体中を熱が移動する場合，熱伝導により熱移動が行
われる．最も単純な系として，定常状態における一次
元の平面壁内の熱移動を扱い，平面壁内の熱移動量や
温度分布を求める計算式を算出し，それらの値が計算
出来るように演習課題を解く． |
一次元定常熱伝導に関する問題を解くことができる
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| 4週 |
一次元定常熱伝導Ⅱ：
ボイラーや自動車のラジエター等では円管内部を流れ
る流体から周囲への熱移動が重要となる．円管内部か
ら外部に熱が流れる一次元定常状態の問題について計
算式の算出を行い，値の計算が出来るように演習課題
を解く． |
円筒内を流れる一次元熱伝導問題を解くことができる
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| 5週 |
一次元定常熱伝導Ⅲ：
熱伝導率の異なる数枚の板や円管が重なり，層をなし
ている場合の熱移動量および温度分布の計算式の算出
について説明する．これを用いて，実際のボイラー等
における吸熱計算を行ってみる． |
多層平板および多層円管の一次元熱伝導問題を解くことができる
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| 6週 |
対流熱伝達：
固体から液体もしくは固体から気体へと熱が移動する
場合，各々の温度差のみを駆動力とする熱伝達が行わ
れる．熱伝達と熱伝導の違いを説明し，熱伝達におけ
る熱移動量の計算が行えるようにする． |
対流熱伝達を説明することができる
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| 7週 |
熱通過：
熱の移動は，物体両端の温度差が駆動力となって物体
の熱抵抗に反比例して増減する．本回では，固体内部
から周囲空気へ熱移動が行われる場合について，熱伝
導および熱伝達による熱移動を一つと考え熱通過の概
念を説明する． |
熱通過問題を適切に解くことができる
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| 8週 |
中間試験 |
ここまでの内容を説明できる
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| 2ndQ |
| 9週 |
ふく射熱移動Ⅰ：
太陽から放射される熱放射により地球が暖められてい
るように，電磁波の一部である熱放射により物質間の
熱交換が行われる仕組みについて説明する．
放射熱により物体間の熱移動が行われる場合，物体同
士の位置が交換熱量を支配する．この時，形態係数の
概念を同流することにより物体間の実質の熱移動量の
算出は容易となる．本回では，形態係数の概念と，特
定の物体間における熱移動についてグラフを使った形
態係数の算出について説明する． |
ふく射熱伝達の仕組みを説明できる
二物体間のふく射伝熱問題を解くことができる
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| 10週 |
ふく射熱移動Ⅱ：
実際の多くの物質は熱放射を吸収するだけでなく，一
部を反射し，一部を透過してしまう．熱放射を全部吸
収する黒体と呼ばれる物質に対して，熱放射の全波長
において一定の反射率，透過率を持つ物質を灰色体と
呼ぶ．灰色体間の熱移動について，物体間における正
味の熱移動量の算出を行う．
|
灰色体間のふく射伝熱問題を解くことができる
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| 11週 |
フィン：
熱発生部から効率よく放熱を行うためフィンが設置さ
れる．平面にフィンが設置された場合のフィン表面か
らの放熱量とフィン内部の温度分布について算出でき
るよう説明する．
フィン設置に際し，フィンの形状だけでなく，そのサ
イズやフィンの設置間隔により放熱の効率は変わる．
様々なフィン形状やフィン配置についてフィン効率を
計算できるように説明する． |
フィンの役割を説明できる
フィンによる放熱を適切に求めることができる
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| 12週 |
沸騰と凝縮Ⅰ：
ヤカンに入れた水が沸騰することや，ボイラを用いて
蒸気発電が行われるように身の回りで様々な沸騰現象
が行われている．沸騰・凝縮を利用した機器の紹介
と，その動作原理について説明する． |
沸騰・凝縮による伝熱問題を説明できる
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| 13週 |
沸騰と凝縮Ⅱ：
水が沸騰する時，熱源周囲の自然対流，その後のサブ
クール沸騰，さらに過熱が続けられた場合の膜沸騰な
ど沸騰の様子が次第に変化する．水が電熱線により電
気加熱を受ける場合について，沸騰特性曲線を用いて
説明し，普段目にする沸騰現象について理解を深め
る． |
水の沸騰特性曲線を説明できる
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| 14週 |
熱交換器：
熱交換器内で行われているさまざまな伝熱現象を学び，機器の機能について深く理解する． |
熱交換器内の伝熱現象を説明できる
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| 15週 |
試験答案返却 |
学んだことをすべて説明できる
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| 16週 |
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評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |