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30年度 (2018年度)
授業科目	伝熱工学
科目番号	0150	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	教務系 ,筒井 健太郎

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

JABEE (d)

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

		週	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	熱流体	熱力学の第一法則を説明できる。	4
				閉じた系と開いた系について、エネルギー式を用いて、熱、仕事、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。	4
				閉じた系および開いた系が外界にする仕事をp-V線図で説明できる。	4
				理想気体の圧力、体積、温度の関係を、状態方程式を用いて説明できる。	4
				定積比熱、定圧比熱、比熱比および気体定数の相互関係を説明できる。	4
				内部エネルギーやエンタルピーの変化量と温度の関係を説明できる。	4
				等圧変化、等積変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、状態量、熱、仕事を計算できる。	4
				熱力学の第二法則を説明できる。	4
				サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。	4
				カルノーサイクルの状態変化を理解し、熱効率を計算できる。	4
				エントロピーの定義を理解し、可逆変化および不可逆変化におけるエントロピーの変化を説明できる。	4
				サイクルをT-s線図で表現できる。	4

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	50	0	0	0	0	0	50
専門的能力	50	0	0	0	0	0	50
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0