伝熱工学

科目基礎情報

学校 東京工業高等専門学校 開講年度 平成28年度 (2016年度)
授業科目 伝熱工学
科目番号 5104 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 図解 伝熱工学の学び方,西川兼康,北山直方,オーム社
担当教員 青野 順也

到達目標

・熱移動の3基本形式を説明できる。
・フーリエの法則を理解し、熱伝導における伝熱量と温度差の関係式とその物理的意味を知る。
・熱伝達における伝熱量と温度差の関係式とその物理的意味が分かる。       
・平面壁および円管壁の熱通過の式を理解し、熱交換器の種類性質を知る。
・沸騰伝熱と沸騰曲線を理解する。
・流体の流れのから対流伝熱を支配する物理的な因子を知る。

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熱移動の3基本形式を理解できる。熱移動の3基本形式を知ってできる。熱移動の3基本形式を説明できない。
評価項目2フーリエの法則を理解し、熱伝導における伝熱量と温度差の関係式を使えその物理的意味を理解している。フーリエの法則を理解し、熱伝導における伝熱量と温度差の関係式とその物理的意味を知る。熱伝達における伝熱量と温度差の関係式とその物理的意味が分からない。  
評価項目3熱伝達における伝熱量と温度差の関係式を使いこなしその物理的意味を理解している。  熱伝達における伝熱量と温度差の関係式とその物理的意味が分かる。  熱伝達における伝熱量と温度差の関係式とその物理的意味が分からない。  
評価項目4平面壁および円管壁の熱通過の式を使いこなし、熱交換器の種類性質を理解する。平面壁および円管壁の熱通過の式および熱交換器の種類性質を知る。フーリエの法則を理解し、熱伝導における伝熱量と温度差の関係式とその物理的意味を知らない。
評価項目5流体の流れのから対流伝熱を支配する物理的な因子の違いを知り、それから熱伝達率を求めることができる。流体の流れのから対流伝熱を支配する物理的な因子を知る。流体の流れのから対流伝熱を支配する物理的な因子のを知らない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
伝熱工学の基礎として、主に熱伝達、熱伝導を中心に学習する。
授業の進め方・方法:
熱力学は原動機の理論理解を目的とした熱エネルギと運動エネルギとの相互変換に関する分野であるが、伝熱工学は熱の移動形態とその度合いについて学習を行う。
注意点:
試験問題はノ-トの内容を中心として出題をするので,普段からノートを取ること.教科書・ノートは忘れないこと.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 熱移動の形式 熱移動の形式を知る
2週 フーリエの法則 フーリエの法則を理解し、説明できる。
3週 熱伝導率 フーリエの法則と熱伝導率の関連を説明できる。
4週 平板の定常熱伝導 平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布を計算できる。
5週 多層平板・円管の定常熱伝導 多層平板・円管の定常熱伝導について、熱流束、温度分布を計算できる。
6週 非定常熱伝導 非定常熱伝導について、熱流束、温度分布を計算できる。
7週 中間試験
8週 平板の熱伝達
平板の熱伝達について、熱流束、温度分布を計算できる。
2ndQ
9週 多層平板・円管の熱伝達 多層平板・円管の熱伝達の公式を理解できる。
10週 多層平板・円管の熱通過 多層平板・円管の熱通過について、熱流束、温度分布を計算できる。
11週 熱交換 熱交換について、熱流束、温度分布を計算できる。
12週 フィン フィンについて、熱流束、温度分布を計算できる。
13週 沸騰伝熱と沸騰曲線 沸騰伝熱と沸騰曲線を理解する。
14週 伝熱工学に関連する無次元数 伝熱工学に関連する無次元数を理解し、温度境界層、速度境界層を説明できる。
15週 熱伝達率 熱伝達率を計算できる。
16週 授業の振り返り 授業の振り返り

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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機械系分野製図CADシステムの役割と構成を説明できる。3
CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。3
工作鋳型の要件、構造および種類を説明できる。3
鋳物の作り方、鋳型の要件、構造および種類を説明できる。3
精密鋳造法、ダイカスト法およびその他の鋳造法における鋳物の作り方を説明できる。1
切削加工の原理、切削工具、工作機械の運動を説明できる。3
バイトの種類と各部の名称、旋盤の種類と構造を説明できる。3
フライスの種類と各部の名称、フライス盤の種類と構造を説明できる。2
ドリルの種類と各部の名称、ボール盤の種類と構造を説明できる。3
切削工具材料の条件と種類を説明できる。3
切削速度、送り量、切込みなどの切削条件を選定できる。1
切削のしくみと切りくずの形態、切削による熱の発生、構成刃先を説明できる。3
分野別の工学実験・実習能力機械系分野【実験・実習能力】機械系【実験実習】ノギスの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し、計測できる。3
マイクロメータの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し、計測できる。3
けがき工具を用いてけがき線をかくことができる。3
やすりを用いて平面仕上げができる。3
ねじ立て工具を用いてねじを切ることができる。3
旋盤主要部の構造と機能を説明できる。3
少なくとも一つのNC工作機械について、プログラミングができる。1
NC工作機械の特徴と種類、制御の原理、NCの方式、プログラミングの流れを説明できる。3

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10000000100
基礎的能力500000050
専門的能力500000050
分野横断的能力0000000