到達目標
熱移動の3形態(伝導,対流,ふく射)について熱流束が算定でき,特に熱の等価回路を使った伝熱計算や,対流伝熱による固体表面からの伝熱量が計算できる.また,沸騰,熱放射の基本事項が理解できる.これらのことから熱流体問題を解決する能力が身につけられる.
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 | 専門用語を理解し,説明できる. | 基本的な専門用語を理解している. | 基本的な専門用語を理解できない. |
評価項目2 | 熱伝導方程式を立て,それを解くことが出来る. | 定常状態における熱伝導方程式を立てて,解くことが出来る. | 熱伝導方程式を立てられない. |
評価項目3 | 演習問題を解くことが出来る. | 基本的な演習問題が解ける. | 基本的な演習問題ができない. |
学科の到達目標項目との関係
JABEE C-1
説明
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学習目標 C-1
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教育方法等
概要:
企業で熱流体工学に関する研究開発を担当していた教員が,伝導,対流,ふく射の各伝熱現象を記述するエネルギー式の成り立ち,熱収支に基づく方程式の導出ならびに取り扱い方法を解説し,例題演習を通じて,学生の伝熱解析に対する理解を深める.
また,工学への応用として,現象に即した簡単化として,熱の等価回路理論と境界層理論を概説する.沸騰・凝縮伝熱,熱放射の基本事項についても概説する.
授業の進め方・方法:
言葉の定義や,数式とその意味,図に至るまで,全てノートに書き込ませる.分かりにくいところは簡単な演習問題を行う.技術者として研究開発および製造現場で役に立つ知識,特に熱計算問題について,実例を交えながら実施する.また,レポート課題を通して,問題解法のための計算以外の知識を習得させる.
注意点:
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
授業のガイダンス 輸送現象の概要 熱移動の形態(伝導,対流,輻射) (自宅演習) |
熱移動の形態を理解する.
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2週 |
熱伝導に関する基本的事項 熱流束,フーリエ則,熱伝導率,熱抵抗 (自宅演習) |
熱伝導に関する基本的な事項について理解する.
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3週 |
熱伝導の計算(1) 平行平板,多層平板 (自宅演習) |
平板および多層平板における熱抵抗,通過熱量,温度の計算方法を理解する.
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4週 |
熱伝導の計算(2) 円管・複層円管 (多層)球状壁 (自宅演習) |
円管および多層円管における熱抵抗,通過熱量,温度の計算方法を理解する.
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5週 |
非定常熱伝導 熱伝導方程式の導出 解の例(半無限固体など) (自宅演習) |
非定常状態における熱伝導方程式と,その解の意味を理解する.
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6週 |
熱通過(1) 熱伝達率,平板の熱通過,円管の熱通過 (自宅演習) |
熱伝達率の意味を理解する.流体に挟まれた固体壁における熱通過量の計算方法を理解する.
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7週 |
熱通過(2) 熱伝達率と熱通過率 平板・円管・管群など (自宅演習) |
演習問題を通して,熱通過の理解を深める.
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8週 |
熱交換器の伝熱設計 熱交換器の形式 対数平均温度差 (自宅演習) |
熱交換器の伝熱設計 熱交換器の形式 対数平均温度差などを理解する.
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2ndQ |
9週 |
対流熱伝達に関する基本事項 Newton則,境界層,熱伝達率,無次元数 (自宅演習) |
対流熱伝達に関する基本事項 Newton則,境界層,熱伝達率,無次元数などを理解する.
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10週 |
強制対流熱伝達 対流熱伝達の伝熱式 強制対流・自然対流の伝熱式 (自宅演習) |
強制対流熱伝達 対流熱伝達の伝熱式 強制対流・自然対流の伝熱式などを理解する.
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11週 |
沸騰・凝縮熱伝達 沸騰曲線,膜状凝縮と滴状凝縮,熱伝達率 (自宅演習) |
沸騰・凝縮熱伝達 沸騰曲線,膜状凝縮と滴状凝縮,熱伝達率などを理解する.
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12週 |
放射伝熱(1) 概念,プランク則,ステファン・ボルツマン則,ウィーン則 (自宅演習) |
放射伝熱(1) 概念,プランク則,ステファン・ボルツマン則,ウィーン則などを理解する.
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13週 |
放射伝熱(2) ランバート則,高温ガスの熱放射,黒体二面間の放射伝熱 (自宅演習) |
放射伝熱(2) ランバート則,高温ガスの熱放射,黒体二面間の放射伝熱などを理解する.
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14週 |
放射伝熱(3) 灰色体,形態係数,放射伝熱の等価回路 (自宅演習) |
放射伝熱(3) 灰色体,形態係数,放射伝熱の等価回路を理解する.
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15週 |
全体総復習 演習 |
演習問題を通して,理解を深める.
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16週 |
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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 |
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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 60 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |