到達目標
【到達目標】
１．SI単位系の定義を良く理解し，簡単な化学プロセスの物質収支の計算ができる。
２．流動に必要な所要動力の計算が良くできる。
３．伝導伝熱，対流伝熱，放射伝熱の計算ができ，熱交換器，蒸発缶の基礎設計ができる。
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 | SI単位系の定義を良く理解し，簡単な化学プロセスの物質収支の計算が良くできる。 | SI単位系の定義を理解し，簡単な化学プロセスの物質収支の計算ができる。 | SI単位系の定義の理解が不十分で，簡単な化学プロセスの物質収支の計算ができない。 |
| 評価項目2 | 流動に必要な所要動力の計算が良くできる。 | 流動に必要な所要動力の計算ができる。 | 流速，流量，レイノルズ数，エネルギー収支・損失をもとに，単純なプロ流動に必要な所要動力の計算ができない。 |
| 評価項目3 | 伝導伝熱，対流伝熱，放射伝熱の計算が良くでき，熱交換器，蒸発缶の基礎設計が良くできる。 | 伝導伝熱，対流伝熱，放射伝熱の計算ができ，熱交換器，蒸発缶の基礎設計ができる。 | 伝導伝熱，対流伝熱，放射伝熱の基礎知識が不十分で，熱交換器，蒸発缶の基礎設計ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
化学プラントでは，原料から製品に至る過程で流体の輸送，加熱，冷却，蒸発などを行う。本講義では，様々な物理量の単位，流体の流動操作，熱移動操作，蒸発操作を理解し，技術者としての専門基礎知識を習得することを目標とする。
授業の進め方・方法:
学生に予習ビデを中心とした予習を課し，講義では小テストを行い，予習の理解度を確認する。また，演習問題をグループで解き，理解できないところを学生がお互いに教え合い，理解を深める。
注意点:
定期試験（年４回）の評価50%，平素の小テストおよび演習の評価50%の割合で総合的に評価する。ただし，定期試験（年４回）は毎回，６０点（60％）以上を義務付ける。
学期毎の評価は中間と期末の各期間の評価の平均、学年の評価は前学期と後学期の評価の平均とする。
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 |
（導入）化学工化学で何を学ぶのか。シラバスの説明。 |
この１年間に学習する内容についてシラバスをもとに説明する。
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| 2週 |
１． 化学工学の基礎
（1）国際単位系（ＳＩ）
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基本単位，誘導単位，接頭語につて説明できる。
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| 3週 |
（2）単位換算 |
非ＳＩ単位の物理量をＳＩ単位に換算できる。
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| 4週 |
（3）物質の状態および状態式 |
純物質の状態図が説明できる。
理想気体の状態方程式を用いて，体積，圧力，モル数を計算できる。
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| 5週 |
（4）分離プロセスの物質収支 |
蒸発操作および蒸留の基本的な物質収支を計算できる。
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| 6週 |
（5）化学プロセスの物質収支 |
燃焼反応における物質収支を計算できる。
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| 7週 |
（前期中間試験） |
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| 8週 |
（試験返却） |
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| 2ndQ |
| 9週 |
２．流動操作
（1）流動の物質収支
（2）流動のエネルギー収支 |
①円管内の流速，質量流を計算できる。
②流動に必要な仕事，圧力エネルギー，位置のエネルギー，運動のエネルギー，摩擦損失について説明できる。
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| 10週 |
（3）ニュートンの粘性法則
（4）流れの状態とレイノルズ数
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①ニュートンの粘性法則を説明できる。
②円管内のレイノルズ数を計算できる。
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| 11週 |
（5）円管内の層流と乱流の平均流速
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①ハーゲン・ポアズィユの式を導出できる。
②円管内の層流と乱流の平均流速を計算できる。
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| 12週 |
（6）円管内の摩擦損失 |
ファニングの式を用いて直管の摩擦損失を計算できる。
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| 13週 |
（7）流動に必要な所用動力 |
①継手および弁の摩擦損失を計算できる。
②管の拡大および縮小の摩擦損失を計算できる。
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| 14週 |
（8）流動に必要な所用動力 |
流動に必要な所用動力，ポンプ動力を計算できる。
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| 15週 |
（9）流量計：オリフィス計およびピトー管 |
オリフィス計およびピトー管の原理を説明できる。
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| 16週 |
（10）流体輸送装置 |
ポンプの種類と原理について説明できる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
（答案の返却） |
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| 2週 |
３．熱移動操作
（1）フーリエの法則と熱伝導度
（2）平板状個体層の伝熱速度
（3）多重平板状個体層の伝熱速度 |
①伝導伝熱，対流伝熱，放射伝熱の違いについて説明できる。
②フーリエの法則と熱伝導度について説明できる。
③平板状固体層の伝熱速度を計算できる。
④多重平板状固体層の伝熱速度を計算できる。
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| 3週 |
（4）円筒状個体層の伝熱速度
（5）多重円筒状個体層の伝熱速度 |
①円筒状固体層の伝熱速度を計算できる。
②多重円筒状固体層の伝熱速度を計算できる。
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| 4週 |
（6）熱伝達と熱伝達係数 |
①境膜伝熱係数および総括伝熱係数について説明できる。
②熱貫流による伝熱速度を計算できる。
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| 5週 |
（7）熱交換器の熱収支 |
熱交換器の熱収支および対数平均温度差を計算できる。
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| 6週 |
（8）二重管式熱交換器の設計 |
①二重管式熱交換器の総括伝熱係数を計算できる。
②二重管式熱交換器の伝熱面積を計算できる。
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| 7週 |
（中間試験） |
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| 8週 |
（答案の返却） |
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| 4thQ |
| 9週 |
（9）ステファン・ボルツマンの法則
（10）放射伝熱係数と複合伝熱係数 |
①ステファン・ボルツマンの法則について説明できる。
②放射伝熱係数および複合伝熱速度を計算できる。
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| 10週 |
４．蒸発操作
（1）溶液の沸点上昇 |
デューリング線図を作成できる。
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| 11週 |
（2）蒸発缶の物質収支および熱収支 |
蒸発缶の物質収支および熱収支を計算できる。
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| 12週 |
（3）蒸発缶の物質収支および熱収支（演習） |
蒸発缶の物質収支および熱収支を計算できる。
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| 13週 |
５．理想溶液の気液平衡関係（ラウールの法則） |
ラウールの法則を用いて気液平衡関係を計算できる。
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| 14週 |
６．拡散（拡散係数の測定法） |
蒸発法による拡散係数の計算ができる。
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| 15週 |
（演習） |
第９～１４週の課題を行う
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| 16週 |
（試験返却） |
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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 | 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 2 | |
| 金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 2 | |
評価割合
| 試験 | 小テスト・演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 30 | 60 |
| 専門的能力 | 20 | 20 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |