エネルギー変換工学

科目基礎情報

学校 鳥羽商船高等専門学校 開講年度 平成27年度 (2015年度)
授業科目 エネルギー変換工学
科目番号 0075 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 生産システム工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 前期:2
教科書/教材 工業熱力学:倉林、寺崎、永井、伊藤共著(朝倉書店)
担当教員 廣地 武郎

到達目標

・各種熱機関の出力と効率を求めることができる。
・蒸気表およびモリエ線図を利用できる。
・冷凍機につい説明できる。

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各種熱機関の出力と効率を求めることができる。 各種熱機関の出力と効率について説明できる。各種熱機関の出力と効率について説明できない。
評価項目2蒸気表およびモリエ線図を利用し蒸気機関の出力、効率を計算できる。 蒸気表およびモリエ線図を説明できる。 蒸気表およびモリエ線図を利用できない。
評価項目3冷凍機につい説明でき、効率を算出できる。。冷凍機につい説明できる。冷凍機につい説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
【海事 平成27年 1年・2年、生産 平成27年 1年・2年 前期 開講 】
完全ガスを駆動気体とした各種熱機関(エンジン)の出力と効率、実在気体(蒸気)を駆動気体とした蒸気機関の出力と効率について学ぶ。また、熱機関の逆サイクルとしての冷凍機についても学ぶ。
授業の進め方・方法:
テキストに従って講義を進め、章あるいは単元ごとに練習問題を課す。練習問題の解答例を示し、質疑応答を行う。
注意点:
電卓を忘れないこと。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガスサイクル サイクルと出力の関係を説明できる。
2週 オットーサイクル オットーサイクルの出力と効率を計算できる。
3週 ディーゼルサイクル ディーゼルサイクルの出力と効率を計算できる。
4週 スターリングサイクル スターリングサイクルの出力と効率を計算できる。
5週 ブレイトンサイクル ブレイトンサイクルの出力と効率を計算できる。
6週 ファン・デル・ワールスの状態式 ファン・デル・ワールスの状態式を理解する。
7週 中間試験
8週 試験返却・解答、蒸気の一般的性質 試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
蒸気の一般的性質を理解する。
2ndQ
9週 蒸気表 蒸気表を利用し、蒸気の諸性質(温度、質量など)を求めることができる。
10週 モリエ線図1 モリエ線図を利用し、蒸気の諸性質(温度、質量など)を求めることができる。
11週 モリエ線図2 モリエ線図を利用し、蒸気の諸性質(温度、質量など)を求めることができる。
12週 ランキンサイクル1 ランキンサイクルの出力と効率を計算できる。
13週 ランキンサイクル2 ランキンサイクルの出力と効率を計算できる。
14週 蒸気圧縮式冷凍サイクルと吸収式冷凍サイクル 冷凍サイクルについて説明でき、サイクルの成績係数を計算できる。
15週 期末試験
16週 試験返却・解答 期末試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。

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
専門的能力分野別の専門工学機械系熱流体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。5
閉じた系と開いた系、系の平衡、状態量などの意味を説明できる。5
熱力学の第一法則を説明できる。5
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。5
閉じた系および開いた系が外界にする仕事量をp-V線図で説明できる。5
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。5
定容比熱、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。5
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。5
等圧変化、等容変化、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。5
熱力学の第二法則を説明できる。5
サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率および冷凍機・ヒートポンプの成績係数を計算できる。5
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。5
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。5
固体、液体および理想気体におけるエントロピーの変化量を計算できる。5
サイクルをT-s線図で表現できる。5
熱の有効エネルギーを説明できる。4
水の等圧蒸発過程を説明できる。5
飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量を計算できる。4
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。5

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600010300100
基礎的能力100000010
専門的能力50001030090
分野横断的能力0000000