到達目標
1.熱移動の基本形態を理解し、各形態の概要が説明できること。
2.各移動形態単体で、さらに複合での伝熱量が計算できること。
3.熱物質移動を理解し、エネルギ移動量が計算できること。
4.熱交換器に関する基本的な概念が理解でき、伝熱量が計算できること。
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 | 熱移動の３形態を理解し、その概要を式化して概要説明ができる | 熱移動の３形態の概要説明ができる | 熱移動の３形態の概要説明ができない |
| 評価項目2 | ３形態の伝熱基礎式を適用して単体での各種計算ができ、複合時の熱通過の式を適用して計算ができる | ３形態の伝熱基礎式を適用して単体での各種計算ができる | ３形態の伝熱基礎式を適用して単体での各種計算ができない |
| 評価項目3 | 物質移動を伴う沸騰・凝縮伝熱の伝熱計算ができる | 物質移動を伴う沸騰・凝縮伝熱の概要が説明できる | 物質移動を伴う沸騰・凝縮伝熱の概要が説明できない |
| 熱交換器の伝熱を対数平均温度差を用いて計算ができる | 単純な熱交換器の伝熱を対数平均温度差を用いて計算ができる | 単純な熱交換器の伝熱計算ができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
全ての物体は熱エネルギーを持っており、物体の間で温度差が存在すると、熱エネルギーの移動がおこる。伝熱工学特論では、熱移動の基本的な三つの形態すなわち、伝導、対流、放射について基礎的な知識を習得して、実際の伝熱の基本的な計算問題を解く能力を身に付ける。
授業の進め方・方法:
事前学習：本科4 年で学習した「熱力学」の復習をしておくこと。
関連科目：専攻科 「伝熱特論」「熱工学」
履修上の注意：伝熱工学に関する基礎用語を正しく理解し、使用する物性値については概略の大きさが認識できるようになってください。そして問題を解く場合、その内容を簡単な図で表して視覚的に理解できるように努めることが必要です。
注意点:
事前学習：本科4 年で学習した「熱力学」の復習をしておくこと。
関連科目：専攻科 「伝熱特論」「熱工学」
履修上の注意：伝熱工学に関する基礎用語を正しく理解し、使用する物性値については概略の大きさが認識できるようになってください。そして問題を解く場合、その内容を簡単な図で表して視覚的に理解できるように努めることが必要です。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
伝熱序論、熱伝導の基礎理論 |
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。
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| 2週 |
1次元定常熱伝導 |
フーリエの法則および熱伝導率を説明できる。
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| 3週 |
熱通過 |
平板および多層平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱抵抗を計算できる。
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| 4週 |
フィン効率 |
対流を伴う平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱通過率を計算できる。
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| 5週 |
対流伝熱の理論 |
ニュートンの冷却法則および熱伝達率を説明できる。
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| 6週 |
強制対流熱伝達（1） |
自然対流と強制対流、層流と乱流、温度境界層と速度境界層、局所熱伝達率と平均熱伝達率を説明できる。
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| 7週 |
強制対流熱伝達（2） |
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。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
自然対流熱伝達 |
自然対流と強制対流、層流と乱流、温度境界層と速度境界層、局所熱伝達率と平均熱伝達率を説明できる。
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| 10週 |
沸騰熱伝達 |
熱物質移動を理解し、エネルギ移動量が計算できること
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| 11週 |
凝縮熱伝達 |
熱物質移動を理解し、エネルギ移動量が計算できること
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| 12週 |
放射伝熱 |
単色ふく射率および全ふく射率を説明できる。
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| 13週 |
熱交換器(1) |
熱交換器に関する基本的な概念が理解でき、伝熱量が計算できること
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| 14週 |
熱交換器(2) |
熱交換器に関する基本的な概念が理解でき、伝熱量が計算できること
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| 15週 |
期末試験 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | 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。 | 4 | 後1 |
| フーリエの法則および熱伝導率を説明できる。 | 4 | 後2 |
| 平板および多層平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱抵抗を計算できる。 | 4 | 後3 |
| 対流を伴う平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱通過率を計算できる。 | 4 | 後4 |
| ニュートンの冷却法則および熱伝達率を説明できる。 | 4 | 後5 |
| 自然対流と強制対流、層流と乱流、温度境界層と速度境界層、局所熱伝達率と平均熱伝達率を説明できる。 | 4 | 後5 |
| 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。 | 4 | 後7 |
| 黒体の定義を説明できる。 | 4 | 後12 |
| プランクの法則、ステファン・ボルツマンの法則、ウィーンの変位則を説明できる。 | 4 | |
| 単色ふく射率および全ふく射率を説明できる。 | 4 | 後12 |
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 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 20 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 80 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |