熱流体力学Ⅱ

科目基礎情報

学校 大島商船高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 熱流体力学Ⅱ
科目番号 0244 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 商船学科 対象学年 5
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 エンジニアのための熱力学 角田哲也 成山堂書店、 自作プリント
担当教員 山口 康太

到達目標

熱流体力学の主な内容にとして下記の内容を列挙する.
(1)流体の物理的性質に関する用語を理解し,説明できる.
(2)熱力学の第一法則について理解し,説明できる
(3)理想気体の状態方程式と状態変化について理解し,説明できる
(4)熱力学の第二法則について理解し,説明できる
(5)ガスサイクルについて理解し,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流体に関する基礎を理解かつ説明できる流体に関する基礎を説明できる流体に関する基礎を説明できない
評価項目2熱力学の第一法則について理解かつ説明できる熱力学の第一法則について理解できる熱力学の第一法則について理解できない
評価項目3理想気体の状態方程式と状態変化について理解かつ説明できる理想気体の状態方程式と状態変化について理解できる理想気体の状態方程式と状態変化について理解できない
評価項目4熱力学の第二法則について理解かつ説明できる熱力学の第二法則について理解できる熱力学の第二法則について理解できない
評価項目5ガスサイクルについて理解かつ説明できるガスサイクルについて理解できるガスサイクルについて理解できない

学科の到達目標項目との関係

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商船 (2)-a 説明 閉じる

教育方法等

概要:
機械に関連する熱と流体の基礎知識に関する内容について学習します.特に熱力学の部分を中心的に学びます.
授業の進め方・方法:
講義は教科書および配布プリントを中心に実施します.教科書の範囲と配布プリントとあわせて定期試験の出題範囲とします.
注意点:
配布プリントは課題レポートとして提出して下さい.

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 流体力学のおさらい 流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を、説明できる。
2週 浮力 浮揚体に作用する力のつり合いについて認識し、浮力を計算できる。
3週 層流と乱流 層流と乱流の違いを説明できる。
4週 ベルヌーイ式 ベルヌーイの式と連続の式を用いて流速および流量を計算できる。
5週 抗力と揚力 流れの中に存在する物体に作用する抗力および揚力について説明できる。
6週 摩擦と潤滑 摩擦の種類および違いについて説明できる。
7週 流体機械とキャビテーション 流体機械の種類、構造および作動原理について、説明できる。
8週 中間試験
2ndQ
9週 熱力学の基礎 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。
10週 熱量と仕事 熱量と仕事について理解できる。
11週 エンタルピーとエントロピー エンタルピーとエントロピーを理解できる。
12週 熱力学第一法則と一般式 熱力学第一法則とその一般式が理解できる。
13週 理想気体の状態方程式 理想気体の状態方程式を理解できる。
14週 理想気体の状態変化 等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化について説明できる。
15週 混合気体 混合気体について理解できる。
16週 期末試験
後期
3rdQ
1週 熱力学第二法則 熱力学第二法則が理解できる。
2週 サイクルとその評価 各サイクルとその評価方法について理解できる。
3週 カルノーサイクル カルノーサイクルについて説明ができる。
4週 可逆サイクルの熱効率 可逆サイクルの熱効率について理解ができる。
5週 不可逆サイクルの熱効率 不可逆サイクルの熱効率について理解ができる。
6週 ガスサイクル ガスサイクルの種類について説明ができる。
7週 オットーサイクルとディーゼルサイクル オットーサイクルとディーゼルサイクルについて理解ができる。
8週 中間試験
4thQ
9週 サバテサイクル サバテサイクルについて理解ができる。
10週 ブレイトンサイクル ブレイトンサイクルについて理解ができる。
11週 スターリングサイクル スターリングサイクルについて理解ができる。
12週 蒸気の性質とサイクル 蒸気の性質と蒸気サイクルについて説明ができる。
13週 ランキンサイクル ランキンサイクルについて理解ができる。
14週 再生サイクル、再熱サイクル 再生サイクルと再熱サイクルについて理解ができる。
15週 再生再熱サイクル 再生再熱サイクルについて理解ができる。
16週 期末試験

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商船系分野(機関)流体力学流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を、説明できる。4前1
浮揚体に作用する力のつり合いについて認識し、浮力を計算できる。4前2
層流と乱流の違いを説明できる。4前3
ベルヌーイの式と連続の式を用いて流速および流量を計算できる。4前4
船体に作用する抵抗の種類(摩擦抵抗、造波抵抗など)について、説明できる。4前5
流れの中に存在する物体に作用する抗力および揚力について説明できる。4前5
抗力係数および揚力係数を用いて、抗力および揚力を計算できる。4前5
摩擦の種類および違いについて説明できる。4前6
潤滑の目的について、説明できる。4前6
流体機械の種類、構造および作動原理について、説明できる。4前7
キャビテーションについて説明できる。4前7
伝熱工学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。4前9
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。4前10
熱力学の第一法則および熱力学の第二法則を説明できる。4前12,後1
カルノーサイクルの状態変化を認識し、熱効率を計算できる。4後3
エントロピーの定義を学び、エントロピーの変化について説明できる。4前11
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。4前13
定容比熱、定圧比熱、比熱比について認識し、それらの計算ができる。4前13
等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化について説明できる。4前14

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70000030100
基礎的能力0000000
専門的能力70000030100
分野横断的能力0000000