エネルギー変換工学

科目基礎情報

学校 高知工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 エネルギー変換工学
科目番号 7005 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械・電気工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:プリント配布ほか,参考書:越智他2名「熱機関工学」(コロナ社)
担当教員 永橋 優純

到達目標

1.基本的なエネルギー、エネルギー変換事例を理解し,定性的に検討ができる。
2.風水力エネルギー変換の基礎理論を理解し問題を解くことができる。
3.熱エネルギー変換のうち、蒸気サイクルの基礎理論を理解し問題をとくことができる。

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様々なエネルギー、エネルギー変換事例を理解し、定性的に評価できる基本的なエネルギー、エネルギー変換事例を理解し,定性的に検討ができる基本的なエネルギー、エネルギー変換事例を理解し,定性的に検討ができない
評価項目2風水力エネルギー変換の基礎理論を理解し問題を解くことができる風水力エネルギー変換の基礎理論を理解し定性的に検討ができる風水力エネルギー変換の基礎理論を理解できない
評価項目3熱エネルギー変換のうち、蒸気サイクルの基礎理論を理解し問題をとくことができる風水力エネルギー変換の基本原理を適用して問題を解くことできる風水力エネルギー変換の基本原理を適用して問題を解くことができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
いま注目されている新エネルギーの内容や流れを紹介し,次にエネルギー変換の基礎となる流体機械や熱力学の主要部分を解説し,最後にエネルギー変換の代表例として水力発電所や火力発電所の代表的プラントを取り上げ,実際的な応用例を学習することにより,エネルギー変換の全般的知識を習得する。
授業の進め方と授業内容・方法:
本科目は機械工学の基礎科目となる熱力学(本科4年)・エネルギー工学(本科5年)や流れ学(本科4年)・流体力学(専攻科1年),エネルギー環境論(本科4年)などが総合された科目である。それぞれの知識の習得が十分でない者は参考図書などを利用し不足を補うこと。
注意点:
試験の成績を80%,平素の学習状況等(課題・小テスト等を含む)を20%の割合で総合的に評価する。技術者が身につけるべき専門基礎として,到達目標に対する達成度を試験等において評価する。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 新エネルギー技術[1-2]:エネルギー利用と環境問題。太陽エネルギーの利用。風力エネルギーの利用。水素エネルギーと燃料電池。 エネルギー利用と環境問題について説明ができる。
2週 流体力学の基礎理論(静水力学,せき) 流体力学の基礎理論を理解し、問題が解ける
3週 ベルヌーイの定理(流体のエネルギー保存則) ベルヌーイの定理を理解し、関連問題が解ける
4週 物体に働く流体力 物体に働く流体力を理解し、関連問題が解ける
5週 風車の変換効率 風車の変換効率を理解し、関連問題が解ける
6週 水車の相似則 水車の相似則を理解し、関連問題が解ける
7週 水車の変換効率 水車の変換効率を理解し、関連問題が解ける
8週 熱エネルギー変換と効率[8-11]:エネルギー変換の形態。熱力学の基礎知識(基本法則,状態量)。系と仕事。サイクルと効率。演習。 熱力学の基礎について説明ができる
9週 エネルギー変換と効率[8-11]:エネルギー変換の形態。熱力学の基礎知識(基本法則,状態量)。系と仕事。サイクルと効率。演習。 サイクルと効率について説明ができる
10週 エネルギー変換と効率[8-11]:エネルギー変換の形態。熱力学の基礎知識(基本法則,状態量)。系と仕事。サイクルと効率。演習。 各種ガスサイクルの熱効率が理解でき、効率を求められる
11週 エネルギー変換と効率[8-11]:エネルギー変換の形態。熱力学の基礎知識(基本法則,状態量)。系と仕事。サイクルと効率。演習。 冷凍サイクルの成績係数が理解でき、成績係数を求められる
12週 火力発電所におけるエネルギー変換[12-15]:火力発電所の概要。蒸気の性質と蒸気表・蒸気線図。ランキンサイクルとサイクル効率。再生サイクルと再熱サイクル。 演習。 火力発電所の概要について説明ができる
13週 火力発電所におけるエネルギー変換[12-15]:火力発電所の概要。蒸気の性質と蒸気表・蒸気線図。ランキンサイクルとサイクル効率。再生サイクルと再熱サイクル。 演習。 蒸気の性質と蒸気表・蒸気線図が利用できる
14週 火力発電所におけるエネルギー変換[12-15]:火力発電所の概要。蒸気の性質と蒸気表・蒸気線図。ランキンサイクルとサイクル効率。再生サイクルと再熱サイクル。 演習。 ランキンサイクルとサイクル効率について説明ができ、関連問題が解ける
15週 火力発電所におけるエネルギー変換[12-15]:火力発電所の概要。蒸気の性質と蒸気表・蒸気線図。ランキンサイクルとサイクル効率。再生サイクルと再熱サイクル。 演習。 再生サイクルと再熱サイクルについて説明ができ、関連問題が解ける
16週

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオ演習合計
総合評価割合80000020100
基礎的能力200000525
専門的能力5000001565
分野横断的能力100000010