熱機関

科目基礎情報

学校 富山高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 熱機関
科目番号 0232 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 機械システム工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 参考資料を配布
担当教員 寺西 恒宣

到達目標

【熱機関の種類とエネルギー損失】
 1.熱機関の種類やエネルギー損失について説明できる。
【熱交換器の伝熱特性】
 2.熱交換器の種類や構造を説明できる。
 3.対数平均温度差を用いた熱交換器の伝熱計算ができる。
【複合サイクル】
 4.複合サイクルについて説明できる。
 5.熱の有効エネルギーを説明できる。
【冷凍機】
 6.冷凍機の構造や動作原理を説明できる。
【蒸気動力プラント】
 7.蒸気表を用いて、蒸気動力プラントの基礎問題を計算できる。

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  熱機関熱機関の種類やエネルギー損失について詳しく説明できる。熱機関の種類やエネルギー損失について説明できる。熱機関の種類やエネルギー損失について説明できない。
評価項目2  熱交換機熱交換器の種類や構造を詳しく説明し、伝熱特性を計算できる。熱交換器の種類や構造、伝熱特性を説明できる。熱交換器の種類や構造、伝熱特性を説明できない。
評価項目3  複合サイクル複合サイクルや有効エネルギーについて詳しく説明できる。複合サイクルや有効エネルギーについて説明できる。複合サイクルや有効エネルギーについて説明できない。
評価横目4  冷凍機冷凍機の構造や動作原理を詳しく説明できる。冷凍機の構造や動作原理を説明できる。冷凍機の構造や動作原理を説明できる。
評価横目5  蒸気動力プラント蒸気表を用いて、蒸気動力プラントの応用問題を計算できる。蒸気表を用いて、蒸気動力プラントの基礎問題を計算できる。蒸気表を用いて、蒸気動力プラントの基礎問題を計算できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
これまで学んできた「エネルギー機械」や「熱力学」「流体工学」「伝熱工学」の知識を基礎として,実際の熱機関における諸問題やその対策技術について知識を深め、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】1(2)(d)(1)
【個別キーワード】機械とシステム (2)プラント機器 (3)流体機械 (4)熱機器 (5)内燃機関 (6)動力システム (機械学会分野別要件)
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。
(基本説明→予習→プレゼン→グループワーク・双方向学習→復習・予習→、、、)
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。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 授業の概要説明
熱機関の種類とエネルギー損失
熱機関の種類やエネルギー損失について説明できる。
2週 ポンピングロス 内燃機関のポンピングロスを説明できる。
3週 熱損失とメカニカルロス 内燃機関の熱損失やメカニカルロスを説明できる。
4週 熱交換機の伝熱特性(沸騰伝熱特性) 熱交換器の種類や構造を説明できる。
沸騰伝熱特性について説明できる。
5週 〃(凝縮伝熱特性) 凝縮伝熱特性について説明できる。
6週 〃(ボイラの種類と構造) ボイラの種類や構造を説明できる。
7週 〃(対数平均温度差) 対数平均温度差について説明できる。
8週 〃(例題演習) 対数平均温度差を用いた熱交換器の伝熱計算ができる。
2ndQ
9週 複合サイクル
有効エネルギー
複合サイクルについて説明できる。
熱の有効エネルギーを説明できる。
10週 蒸気圧縮式冷凍機 蒸気圧縮式冷凍機の構造や動作原理を説明できる。
11週 吸収式冷凍機 吸収式冷凍機の構造や動作原理を説明できる。
12週 例題演習(蒸気動力プラント) 蒸気動力プラントの基礎問題を計算できる。
13週
14週 総合演習 熱機関に関する応用問題を計算できる。
15週 期末試験 期末試験(第1週から第14週の範囲)
16週 答案返却、解説、授業アンケート 理解不足の事項を復習し理解する。

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
基礎的能力人文・社会科学社会地歴・公民社会や自然環境に調和し、人類にとって必要な科学技術のあり方についての様々な考え方について理解できる。2前1,前9
工学基礎技術者倫理(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史技術者倫理(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史技術者倫理が必要とされる社会的背景や重要性を理解し、社会における技術者の役割と責任を説明できる。2前1,前9
専門的能力分野別の専門工学機械系分野力学エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。3前1,前2,前3,前9
動力の意味を理解し、計算できる。2前1,前14
熱流体熱力学の第二法則を説明できる。3前1,前2,前3,前9
サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。3前2,前3,前10,前11,前12,前13,前14
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。3前9
サイクルをT-s線図で表現できる。3前9,前12,前13
熱の有効エネルギーを説明できる。4前9
水の等圧蒸発過程を説明できる。4前4,前12,前13,前14
飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量を計算できる。4前12,前13,前14
蒸気の状態量を蒸気表および蒸気線図から読み取ることができる。4前12,前13,前14
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。3前4,前5,前6,前7,前8,前10,前11,前14
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。3前7,前8,前14

評価割合

期末試験ポートフォリオ合計
総合評価割合8020100
基礎的能力401050
専門的能力401050