熱エネルギー変換工学

科目基礎情報

学校 沼津工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 熱エネルギー変換工学
科目番号 2021-747 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: 2
開設学科 環境エネルギー工学コース 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材
担当教員 新冨 雅仁

到達目標

1.燃料の種類と燃焼形態について説明できる。
2.燃焼計算ができる。
3.各種熱機関の特徴などについて説明でき、熱効率などが計算できる。
4.熱交換器の伝熱量などが計算できる。
5.固体燃料の燃焼器について説明できる。(C1-4)

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
1.燃料の種類と燃焼形態について説明できる.□燃料の種類と燃焼形態についてほぼ正しく説明できる。□燃料の種類と燃焼形態について大きな誤りなく説明できる。□燃料の種類と燃焼形態について説明できない。
2.燃焼計算ができる.□燃焼計算がほぼ正しくできる。□燃焼計算が大きな誤りなくできる。□燃焼計算ができない。
3.各種熱機関の特徴などについて説明でき、熱効率などが計算できる。□各種熱機関の特徴などについて説明でき、熱効率などをほぼ正しく計算できる。□各種熱機関の特徴などについて説明でき、熱効率などを大きな誤りなく計算できる。□各種熱機関の特徴などについて説明できず、熱効率などが計算できない。
4.熱交換器の伝熱量などが計算できる。□熱交換器の伝熱量などをほぼ正しく計算できる。□熱交換器の伝熱量などを大きな誤りなく計算できる。□熱交換器の伝熱量などが計算できない。
5.固体燃料の燃焼器について説明できる。(C1-4)□固体燃料の燃焼器について具体的な装置と長所・短所を詳細に説明できる。□固体燃料の燃焼器について具体的な装置と長所・短所を説明できる。□固体燃料の燃焼器について具体的な装置や長所・短所を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

実践指針 (C1) 説明 閉じる
実践指針のレベル (C1-4) 説明 閉じる
【プログラム学習・教育目標 】 C 説明 閉じる

教育方法等

概要:
現在の日本における発電のうち、火力発電の占める割合は、2011年に発生した大震災の影響もあり、約8割と非常に高くなっている。火力発電所は、天然ガス等を燃焼させて熱エネルギーを取り出し、蒸気タービンを回して発電を行うものであり、適切な燃焼管理を行うことは、高効率化ならびに環境保全において重要である。
本科目では、燃料から熱エネルギーを取り出すために必要な燃焼について学ぶとともに、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換するための熱機関などについて学ぶ。
また、熱エネルギーの輸送や蓄熱の技術についても学ぶこととする。
授業の進め方・方法:
授業は講義を中心に、演習を混ぜつつ行う。
注意点:
1. 評価については、評価割合に従って行います。ただし、適宜再試や追加課題を課し、加点することがあります。
2. この科目は学修単位科目であり、1単位あたり15時間の対面授業を実施します。併せて1単位あたり30時間の事前学習・事後学習が必要となります。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス
エネルギー事情
燃料(1)
ガイダンス
現在のエネルギー事情が理解できる
燃料の種類について理解できる
2週 燃料(2) 固体燃料の性質と燃焼形態について理解できる
3週 燃料(3) 液体・気体燃料の性質と燃焼形態について理解できる
4週 燃焼計算(1) 反応方程式を記述することができる
5週 燃焼計算(2) 空気の組成,当量比,空気比等について理解し,計算ができる
6週 燃焼計算(3) 燃焼ガス量の計算ができる
7週 燃焼計算(4) ガス分析法について理解し,空気比の計算ができる
8週 燃焼計算(5) 反応エンタルピー,生成エンタルピー,発熱量の計算ができる
2ndQ
9週 燃焼計算(6) 理論断熱火炎温度の計算ができる
10週 熱機関(1) 熱機関の基本について理解し、熱効率の定義がわかる
11週 熱機関(2) ランキンサイクルについて理解し、熱効率などの計算ができる
12週 熱機関(3) 再熱・再生サイクル,複合サイクルについて理解し,熱効率などの計算ができる
13週 熱輸送(1) 熱交換器の基礎について理解できる
14週 熱輸送(2) 熱交換器の種類について理解できる
15週 熱輸送(3) 熱交換器の性能に関する計算ができる
16週

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

評価割合

試験レポート相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合60400000100
1.燃料の種類と燃焼形態について説明できる0000000
2.燃焼計算ができる4010000050
3.各種熱機関の特徴などについて説明でき、熱効率などが計算できる1010000020
4.熱交換器の伝熱量などが計算できる1010000020
5.固体燃料の燃焼器について説明できる(C1-4)010000010