到達目標
1.伝熱の基本形式の一つである熱伝導を理解し、熱伝導での伝熱量を計算できる。
2.伝熱の基本形式の一つである熱伝達を理解し、熱伝達での伝熱量を計算できる。
3.熱伝導と熱伝達を複合的に考えた熱通過を理解し、熱通過での伝熱量を計算できる。
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 | 伝熱の基本形式の一つである熱伝導を完全に理解し、あらゆる応用問題を解くことができる。 | 伝熱の基本形式の一つである熱伝導を理解し、基本的な問題を解くことができる。 | 伝熱の基本形式の一つである熱伝導に関する問題を解くことができない。 |
評価項目2 | 伝熱の基本形式の一つである熱伝達を完全に理解し、あらゆる応用問題を解くことができる。 | 伝熱の基本形式の一つである熱伝達を理解し、基本的な問題を解くことができる。 | 伝熱の基本形式の一つである熱伝達に関する問題を解くことができない。 |
評価項目3 | 熱伝導と熱伝達を複合的に考えた熱通過を完全に理解し、あらゆる応用問題を解くことができる。 | 熱伝導と熱伝達を複合的に考えた熱通過を理解し、基本的な問題を解くことができる。 | 熱伝導と熱伝達を複合的に考えた熱通過に関する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
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。
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。
教育方法等
概要:
「伝熱工学」は、機械工学系の学生にとっては必須で、重要な科目の一つであり、温度差の結果として物体間に起こるエネルギーを探求する科学である。この学問は、動力工学の分野において極めて重要な位置を占めるばかりでなく、機械工学、化学工学、金属工学、環境工学、電気工学などの広い分野に関係している。基本となる三つの伝熱形式(熱伝導、熱伝達および熱放射)について、基本となる理論を理解するとともに、その応用を体系的に学ぶ。
授業の進め方・方法:
基本的には教科書に基づき、伝熱工学の基礎が十分に理解できるように、スライドを利用して授業を進める。
注意点:
抽象的な事象が多く理解しにくいこともあるので、できるだけ身近な事象に当てはめながら説明を行い、理解を深めるようにする。説明をよく聞いて、現象の理解に務めること。また、受身の受講では理解が深まらないことを自覚すること。
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス |
学習の目的が理解できる。
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2週 |
熱の伝わり方 |
伝熱の三つの基本形式である熱伝導,熱伝達,熱放射を説明できる。
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3週 |
熱伝導に関する基本事項 |
熱流束、温度場、熱伝導率の意味を理解し、フーリエの法則を説明できる。
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4週 |
熱伝導の計算1 |
フーリエの法則を使用して平行平面板における熱流束を計算できる。
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5週 |
熱伝導の計算2 |
フーリエの法則を使用して円管における伝熱量を計算できる。
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6週 |
熱伝導の計算3 |
フーリエの法則を使用して球状壁における伝熱量を計算できる。
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7週 |
演習問題(定常熱伝導の総まとめ) |
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
非定常熱伝導の基本1 |
定常熱伝導と非定常熱伝導の違いを説明できる。
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10週 |
非定常熱伝導の基本2 |
物体内に温度場を考え、フーリエの微分方程式を導出できる。
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11週 |
非定常熱伝導の数値解法 |
フーリエの微分方程式を使用して温度場の時間変化を計算できる。
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12週 |
平板壁の熱通過 |
ニュートンの冷却法則を使用して平板壁における熱流束を計算できる。
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13週 |
円管の熱通過 |
ニュートンの冷却法則を使用して円管における伝熱量を計算できる。
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14週 |
演習問題(熱通過の総まとめ) |
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15週 |
熱通過に関する復習 |
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16週 |
定期試験 |
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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 | 課題・演習 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 0 | 40 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 60 | 0 | 40 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |