到達目標
１．化学プロセスにおける基本的な単位操作ができること。
２．各操作における物質収支、熱収支等の計算ができること。また、気体燃料の燃焼計算ができること。
３．流動と伝熱について理解すること。また、計算できること。
４．蒸発と蒸留を理解できること。装置の基本構造、設計手順に理解できること。
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（可） | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目１ | 化学プロセスにおける基本的な単位操作が正しくできる。 | 化学プロセスにおける基本的な単位操作ができる。 | 化学プロセスにおける基本的な単位操作ができない。 |
| 評価項目２ | 各操作における物質収支、熱収支等の計算が正しくできること。また、気体燃料の燃焼計算が正しくできること。 | 各操作における物質収支、熱収支等の計算ができること。また、気体燃料の燃焼計算ができること。 | 各操作における物質収支、熱収支等の計算ができない。また、気体燃料の燃焼計算ができない。 |
| 評価項目３ | 流動と伝熱について正しく理解できる。また、正しく計算できる。 | 流動と伝熱について理解できる。また、計算できる。 | 流動と伝熱について理解できる。また、計算できない。 |
| 評価項目4 | 蒸発と蒸留を正しく理解できる。装置の基本構造、設計手順がしっかりわかる。 | 蒸発と蒸留を理解できる。装置の基本構造、設計手順がわかる。 | 蒸発と蒸留を理解できない。装置の基本構造、設計手順がわからない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習教育到達目標 B-1
説明
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学習教育到達目標 B-4
説明
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教育方法等
概要:
化学プロセスの単位操作を習得する。また、化学反応操作を定量的に表現するための単位系と物質収支、熱収支、気体燃料の燃焼について理解する。さらに、化学プロセスにおいて活用されている流動、伝熱、蒸発、蒸留等の単位操作の基本を理解する。よって、化学工学の基礎を身につける。
授業の進め方・方法:
講義を中心とし，1回の授業ごとに授業内容のまとめ、練習問題を課す。
注意点:
物理化学の知識をしっかり復習いておくこと。
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 |
単位系、単位換算 |
単位系、単位換算は何か説明できる。
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| 2週 |
物質収支の基礎、反応に伴う物質収支の基本的なフローシート |
物質収支の基礎、反応に伴う物質収支の基本的なフローシートについて説明できる。
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| 3週 |
物質収支の基本的計算（１） |
物質収支の基本的計算（１）ができる。
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| 4週 |
物質収支の基本的計算（２） |
物質収支の基本的計算（２）ができる。
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| 5週 |
反応に伴う物質収支の基本的計算 |
反応に伴う物質収支の基本的計算ができる。
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| 6週 |
熱収支 |
熱収支について説明ができる。
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| 7週 |
固体の燃焼、気体燃料の燃焼 |
固体の燃焼、気体燃料の燃焼の計算ができる。
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| 8週 |
【前期中間試験】 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
Newtonの粘性の法則、層流と乱流、遷移流、レイノルズ数 |
Newtonの粘性の法則、層流と乱流、遷移流につい
て説明できる。レイノルズ数について理解する。
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| 10週 |
レイノルズ数、非円管路の相当直径 |
レイノルズ数、非円管路の相当直径が求めることができる。
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| 11週 |
層流・乱流の速度分布、fanningの摩擦係数,Moodyチャート
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層流・乱流の速度分布、fanningの摩擦係数
Moodyチャートについて理解する。また、fanningの摩擦係数が求めることができる。
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| 12週 |
ベルヌイの式、輸送中のエネルギー損失、直管・管継ぎ手・バルブ類によるエネルギー損失、輸送動力 |
ベルヌイの式、輸送中のエネルギー損失、直管・管継ぎ手・バルブ類によるエネルギー損失、輸送動力について理解する。また、それらの関連式より必要な値を計算できる。
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| 13週 |
絶対圧、ゲージ圧、圧力測定、ピトー管 |
絶対圧、ゲージ圧、圧力測定、ピトー管について理解する。
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| 14週 |
ポンプ計画上の諸元 |
ポンプ計画上の諸元について理解する。
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
伝熱（熱移動）の機構
伝導伝熱（平板、多層壁）
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伝熱（熱移動）の機構について説明ができる。
伝導伝熱（平板、多層壁）の計算ができる。
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| 2週 |
伝導伝熱（円筒・球殻） |
伝導伝熱（円筒・球殻）の計算ができる。
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| 3週 |
対流伝熱、対流伝熱係数 |
対流伝熱について理解する。管内の流れ状態よる対流伝熱係数が求めることができる。
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| 4週 |
総括伝熱係数 |
総括伝熱係数について理解する。
総括伝熱係数が求めることができる。
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| 5週 |
放射伝熱、黒体 |
放射伝熱、黒体について理解する。放射伝熱量が求めることができる。
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| 6週 |
熱交換器に関する熱収支、伝熱速度、伝熱量 |
熱交換器に関する熱収支、伝熱速度、伝熱量が求めることができる。
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| 7週 |
汚れ物質、汚れ係数、
熱交換器の設計
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汚れ物質、汚れ係数について説明ができる。
熱交換器を設計する際の諸注意が知る。
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| 8週 |
【後期中間試験】 |
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| 4thQ |
| 9週 |
単一蒸発缶と多重効用缶、気液平衡 |
単一蒸発缶と多重効用缶の区別を知る。また、説明ができる。気液平衡について理解する。またその相図が使える。
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| 10週 |
単蒸留とフラッシュ蒸留、回分精留と連続精留 |
単蒸留とフラッシュ蒸留、回分精留と連続精留の区別がわかる。また説明・計算ができる。
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| 11週 |
蒸留装置の基本構成、蒸留塔の設計手順 |
蒸留装置の基本構成を知る。蒸留塔の設計手順について説明ができる。
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| 12週 |
蒸留塔の物質収支、濃縮部。回収部の物質収支、還流比 |
蒸留塔の物質収支、濃縮部。回収部の物質収支、還流比について理解する。
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| 13週 |
McCabe-Thiele作図による蒸留塔の設計（１） |
McCabe-Thiele作図による蒸留塔の設計（１）ができる。
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| 14週 |
McCabe-Thiele作図による蒸留塔の設計（２） |
McCabe-Thiele作図による蒸留塔の設計（２）ができる。
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| 15週 |
【後期末試験】 |
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
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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 |
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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |