化学工学3

科目基礎情報

学校 新居浜工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 化学工学3
科目番号 140524 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 生物応用化学科 対象学年 5
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 解説化学工学改訂版  竹内雍 他著  (培風館) 参考書入門化学工学改訂版  小島和夫 他著  (培風館) 基礎化学工学  化学工学会 編  (培風館) 化学工学入門  化学工学編修委員会 編  (実教出版) 化学工学の計算法  市原正夫 他著  (東京電機大学出版局)  など
担当教員 西井 靖博

到達目標

1. 平面および円筒状複合壁の一次元定常熱伝導問題を解くことができること。
2. 壁を隔てた流体間の伝熱について理解し、二重管熱交換器の伝熱面積の計算ができること。
3. 簡単な放射伝熱量の計算ができること。
4. 蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てて、伝熱面積との関係を計算できること。
5. 湿度図表の使い方に習熟し、断熱増湿の基本的な問題が解けること。
6. 乾燥特性曲線の説明ができ、恒率乾燥期間の乾燥速度が計算できること。
7. Stokes の法則を利用して、単一粒子の沈降速度を計算できること。
8. Kozeny-Carmann の式を利用して、粒子層中の流体の圧力損失を計算できること。

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
平面および円筒状複合壁の一次元定常熱伝導問題を解くことができること。平面および円筒状複合壁の一次元定常熱伝熱についての応用的な問題を解くことができる。基礎的な平面および円筒状複合壁の一次元定常熱伝熱問題を解くことができる。平面および円筒状複合壁の伝熱公式が使えない。
壁を隔てた流体間の伝熱について理解し、二重管熱交換器の伝熱面積の計算ができること。壁を隔てた流体間の伝熱について理解し、二重管熱交換器の伝熱面積と最小所用流量ができる。壁を隔てた流体間の伝熱について理解し、二重管熱交換器の伝熱面積の計算がでる。二重管熱交換器の原理、熱収支を理解できない。
簡単な放射伝熱量の計算ができること。相対する2つの壁間の放射伝熱量を放射率も考慮し計算できる。簡単な放射伝熱量の計算ができる。放射伝熱量の計算公式が使えない。
蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てて、伝熱面積との関係を計算できること。蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てて、伝熱面積を計算し設計できる。蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てて、伝熱面積との関係を計算できる。"蒸発缶の物質収支とエネル ギー収支を立てられない。"
湿度図表の使い方に習熟し、断熱増湿の基本的な問題が解けること。湿度図表の使い方に習熟し、断熱増湿の手順を設計できる。湿度図表の使い方に習熟し、断熱増湿の基本的な問題が解ける。湿度図表を用いて湿り空気についての物性を・性質が読み取れない。
乾燥特性曲線の説明ができ、恒率乾燥期間の乾燥速度が計算できること。乾燥特性曲線の説明ができ、乾燥全期間の乾燥速度が計算できる。乾燥特性曲線の説明ができ、恒率乾燥期間の乾燥速度が計算できる。乾燥特性曲線が理解できず、恒率乾燥期間の乾燥速度が計算できない。
Stokes の法則を利用して、単一粒子の沈降速度を計算できること。Stokes の法則を利用して、単一粒子の沈降速度を計算し、分級操作に適用できる。Stokes の法則を利用して、単一粒子の沈降速度を計算できる。Stokes の法則が使えず、単一粒子の沈降速度を計算できない。
Kozeny-Carmann の式を利用して、粒子層中の流体の圧力損失を計算できること。"Kozeny-Carmann の式を利用 して、粒子層中の流体の圧力損失を計算し、集塵操作に適用できること。"Kozeny-Carmann の式を利用して、粒子層中の流体の圧力損失を計算できる。Kozeny-Carmann の式が使えず、粒子層中の流体の圧力損失を計算できない。

学科の到達目標項目との関係

専門知識 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
伝熱操作、熱・物質同時移動操作および機械的分離操作について学び、装置およびプロセス設計・解析の基礎を習得する。
授業の進め方・方法:
プリントに基づいて学習していく形式です。都度、演習問題を授業中に行うため関数電卓を持参してください。積極的に授業に参加し双方向の学習を目指しています。
注意点:
伝熱、熱・物質同時移動、機械的分離という化学工学の幅広い分野を学ぶので、予習復習を欠かさず着実に習得しても
らいたい。課題として演習問題を課すので、解けるようになってください(Webclass のヒントがあります)。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 伝熱:伝熱機構の分類、平面壁の伝導伝熱 1
2週 伝熱:複合壁・円筒壁などの伝導伝熱 1
3週 伝熱:総括伝熱係数と境膜伝熱係数 1
4週 伝熱:熱交換器の原理と設計 2
5週 伝熱:強制対流伝熱 2
6週 伝熱:自然対流伝熱 2
7週 伝熱:沸騰伝熱、凝縮伝熱 2
8週 中間試験
2ndQ
9週 試験返却と試験直しグループワーク
伝熱:放射伝熱、黒体の熱放射
3
10週 伝熱:実在固体間の放射伝熱 3
11週 蒸発:溶液の蒸発濃縮 3
12週 蒸発:蒸発装置の物質収支と熱収支
4
13週 蒸発:蒸発操作 4
14週 蒸発:多重効用蒸発 4
15週 期末試験
16週 試験返却と試験直しグループワーク
後期
3rdQ
1週 調湿:湿度の定義、湿り空気の性質 5
2週 調湿:湿度図表 5
3週 調湿:調湿操作と装置 5
4週 乾燥:含水率の定義、乾燥特性曲線 6
5週 乾燥:乾燥速度と乾燥時間 6
6週 粉粒体:粒径と粒度分布 7
7週 粉粒体:流体中の粉粒体の運動 7
8週 中間試験
4thQ
9週 試験返却
粉粒体:粒子層内の流動
8
10週 粉粒体:粉砕 7
11週 粉粒体:分級 7
12週 粉粒体:集塵8
8
13週 粉粒体:凝集、沈降分離 7
14週 粉粒体:濾過 8
15週 期末試験
16週 試験返却と試験直しグループワーク

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化学・生物系分野化学工学SI単位への単位換算ができる。4
物質の流れと物質収支についての計算ができる。4

評価割合

試験発表相互評価レポート課題ポートフォリオその他合計
総合評価割合80002000100
基礎的能力0000000
専門的能力80002000100
分野横断的能力0000000