到達目標
【伝熱の基礎】
1.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。
【伝導伝熱】
2.フーリエの法則および熱伝導率を説明できる。
3.平板および多層平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱抵抗を計算できる。
4.対流を伴う平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱通過率を計算できる。
【対流熱伝達】
5.ニュートンの冷却法則および熱伝達率を説明できる。
6.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、局所熱伝達率と平均熱伝達率を説明できる。
7.平板に沿う流れ、円管内の流れ、円管群周りの流れなどについて、熱伝達関係式を用いることができる。
【ふく射伝熱】
8.黒体の定義を説明できる。
9.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。
10.単色ふく射率および全ふく射率を説明できる。
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
伝熱の基礎 | 伝熱の基本形態を正しく理解し、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。 |
| 評価項目2
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。 |
| 評価項目3
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。 |
| 評価項目4
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
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JABEE 1(2)(d)(1)
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JABEE 1(2)(e)
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ディプロマポリシー 1
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教育方法等
概要:
熱の移動形態は，伝導伝熱，対流熱伝達，ふく射伝熱に大別される。このような伝熱の基本形態や伝熱機構を理解し，伝熱量を 求める方法を学ぶ。熱エネルギーの有効利用に関する基礎力、熱機器を設計・製造・使用するために必要な基礎力を身に着ける。
【学習・教育目標】A-6 【JABEE基準】基準1(2)(d)(1)
【基本キーワード】(E)熱移動と温度 【個別キーワード】(13)層流と乱流，(28)熱放射と放射伝熱，(36)熱伝導，(37)対流熱伝達，(38)エネルギーの伝達（日本機械学会分野別要件参照）
授業の進め方・方法:
アクティブラーニングを取り入れた講義と例題演習。
理論式の誘導や例題演習を通して，専門用語や単位系をしっかり理解し，応用力や創造力を養う。
注意点:
学修単位である．授業で学ぶ以外に，自立的自発的学習が大切である。
毎回，演習課題を課すので，レポートとして次週までに必ず提出のこと。
シラバスを参考に，定義の理解と基礎式の誘導ができるまで予習や復習を行い，関連する例題を数多く 解くこと。
「熱力学」や「流体工学」を履修していることが望ましい。
授業計画は，学生の理解度に応じて変更する場合がある。
授業計画
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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。熱移動形態の分類。 |
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。
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| 2週 |
フーリエの法則と熱伝導率 |
フーリエの法則および熱伝導率を説明できる。
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| 3週 |
熱伝導の基礎方程式 |
熱伝導の基礎方程式を誘導できる。
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| 4週 |
定常熱伝導（単層平板） |
単層平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱抵抗を計算できる。
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| 5週 |
〃（多層平板） |
多層平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱抵抗を計算できる。
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| 6週 |
〃（円筒） |
円筒および多層円筒の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱抵抗を計算できる。
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| 7週 |
ニュートンの冷却法則と熱伝達率、熱通過率 |
ニュートンの冷却法則および熱伝達率を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
中間試験（第１週から第７週の範囲）
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| 4thQ |
| 9週 |
答案返却、解説、中間試験の復習。
対流熱伝達（流体の流れと熱伝達） |
第１週から第７週の範囲について、理解不足の事項を復習し理解する。
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、局所熱伝達率と平均熱伝達率を説明できる。
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| 10週 |
強制対流熱伝達（平板に沿う流れ） |
平板に沿う流れについて、熱伝達関係式を用いることができる。
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| 11週 |
〃（円管内の流れ、円管群周りの流れ） |
円管内の流れ、円管群周りの流れなどについて、熱伝達関係式を用いることができる。
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| 12週 |
自然対流熱伝達 |
自然対流について、熱伝達関係式を用いることができる。
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| 13週 |
非定常熱伝導、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。
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| 14週 |
ふく射伝熱 |
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。
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| 15週 |
期末試験 |
期末試験（第９週から第１４週の範囲）
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| 16週 |
答案返却、解説、授業アンケート。 |
第９週から第１４週の範囲について、理解不足の事項を復習し理解する。
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 熱 | 原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱い方を理解し、適用できる。 | 1 | |
| 流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を理解し、適用できる。 | 1 | |
| ニュートンの粘性法則、ニュートン流体、非ニュートン流体を説明できる。 | 1 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 2 | |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 2 | |
| 境界層、はく離、後流など、流れの中に置かれた物体の周りで生じる現象を説明できる。 | 2 | |
| 熱力学で用いられる各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 2 | |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | ポートフォリオ | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 40 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 20 | 20 | 10 | 50 |
| 専門的能力 | 20 | 20 | 10 | 50 |