エネルギー工学Ⅰ

科目基礎情報

学校	北九州工業高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	エネルギー工学Ⅰ
科目番号	0135	科目区分	専門 / 必修
授業形態		単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	生産デザイン工学科（機械創造システムコース）	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	わかる熱力学（日新出版）
担当教員	山本 洋司

到達目標

1．エネルギー変換について理解し、説明ができる。
2．圧縮性流体について理解し、ノズルの計算ができる。
3．蒸気機関について理解し、仕事や熱効率の計算ができる。

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	エネルギー変換について理解し、説明ができる。	エネルギー変換について説明ができる。	エネルギー変換について説明ができない。
評価項目2	圧縮性流体について理解し、ノズルの計算ができる。	ノズルの計算ができる。	ノズルの計算ができない。
評価項目3	蒸気機関について理解し、熱効率の計算ができる。	蒸気機関について説明でき、熱効率の計算ができる。	蒸気機関の熱効率の計算ができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。

学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。

学習・教育到達度目標 F② 工業技術と社会・環境との関わりを考えることができる。

JABEE SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。

JABEE SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。

JABEE SF② 工業技術と社会・環境との関わりを理解し、社会・環境への効果と影響を説明できる。

教育方法等

概要:

脱炭素化に向けて電動化が進められているが、その電気エネルギーの多くは熱エネルギーにより得られている。資源の乏しい我が国ではエネルギーを有効利用する必要がある。熱エネルギーから運動エネルギーに変換する装置について学習し、得られた知識を通して効率よいエネルギー変換が行えるようにする。

授業の進め方・方法:

公式を暗記するのではなく、公式の導出過程を詳細に示すと共に、関連の演習を授業内で行う。また、当科目は日々の学習が不可欠であることから、課題の提出を求める。
熱力学I、熱力学IIを理解しておくこと。

注意点:

関数電卓を持参すること。
課題は期限内に必ず提出すること。

授業の属性・履修上の区分

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	・エネルギー変換について	・熱エネルギーからのエネルギー変換について説明できる。
		2週	・熱力学の復習	・熱力学の法則やエンタルピーについて理解する。
		3週	・熱流体について	・圧縮性流体について理解し、説明できる。
		4週	・気体の流れについて	・気体の流れに関する一般式を理解する。
		5週	・ノズル理論について（１）	・ノズルの任意の断面における速度が計算できる。
		6週	・ノズル理論について（２）	・縮小拡大管について理解する。
		7週	・推力について	・ジェットエンジンやロケットの推力の計算ができる。
		8週	・中間試験	・１〜７週目までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
	2ndQ
		9週	・蒸気について	・蒸気の性質、蒸気線図、蒸気表を理解する。
		10週	・カルノーサイクルについて	・カルノーサイクルを理解し、熱効率が計算できる。
		11週	・蒸気機関について	・蒸気機関について理解する。
		12週	・ランキンサイクルについて	・ランキンサイクルを理解し、熱効率が計算ができる。
		13週	・再熱サイクルについて	・再熱サイクルを理解し、熱効率が計算ができる。
		14週	・再生サイクルについて	・再生サイクルを理解し、熱効率が計算ができる。
		15週	・再熱再生サイクルについて ・複合サイクルについて	・再熱再生サイクルを理解し、熱効率が計算ができる。 ・複合サイクルを理解し、熱効率が計算ができる。
		16週	・定期試験	・９〜１５週目までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。

評価割合

	試験	課題	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	20	0	0	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	20	0	0	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0