到達目標
1. 単位換算、収支、燃焼計算を理解できる。
2. 管内を流れる流体の特性の基礎を理解できる。
3. 伝導伝熱、対流伝熱、放射伝熱の基礎が理解できる。
4. 熱交換器の設計の基礎が理解できる。
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 | レイノルズ数や圧力損失など管内を流れる流体の特性の基礎を理解し、流体輸送における所要動力などを計算できる。 | レイノルズ数や圧力損失など管内を流れる流体の特性の基礎を理解できる | レイノルズ数や圧力損失など管内を流れる流体の特性の基礎を理解しできない。 |
| 評価項目2 | 伝導伝熱、対流伝熱、放射伝熱の基礎を理解し、計算による評価ができる。 | 伝導伝熱、対流伝熱、放射伝熱の基礎を理解できる。 | 伝導伝熱、対流伝熱、放射伝熱の基礎を理解できない。 |
| 評価項目3 | 熱交換器の設計の基礎を理解し、計算による設計や評価ができる。 | 熱交換器の設計の基礎を理解できる。 | 熱交換器の設計の基礎を理解できない。 |
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。
教育方法等
概要:
化学産業において、その物質生産の上で基本となる化学プロセスにおける要素、単位操作を学習する。主に、配管内の流体輸送、熱の伝わり方における基礎的な理論と計算方法を学ぶ。この科目は企業で化学品製造工場での生産技術を担当していた教員が、その経験を活かし収支などの化学工学の基本に始まり、流動や伝熱といった移動現象について講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
教科書に沿って重要な箇所の解説を行い、重要な関係式を導出する。それを用いた例題、演習を多く取り入れ理解を深める。
注意点:
数学や物理化学などの一般的な化学の基礎が必要である。例題や演習問題を通して基本的な計算方法を理解すること。
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
Bernoulliの式
流体輸送に必要な動力(1) |
化学工学を学ぶ意義を理解できること。
Bernoulliの式を理解できること。
流体輸送における様々なエネルギー損失を理解し、輸送に必要な動力の計算ができること。
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| 2週 |
流体輸送に必要な動力(2) |
流体輸送における様々なエネルギー損失を理解し、輸送に必要な動力の計算ができること。
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| 3週 |
さまざまな伝熱機構
伝導伝熱（平板） |
伝導、対流、放射の各伝熱機構を理解できること。
平板に対する伝導伝熱の基礎を理解し、伝熱量が計算できること。
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| 4週 |
伝導伝熱（円筒・球殻）
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円筒や球殻に対する伝導伝熱の基礎を理解し、伝熱量が計算できること。
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| 5週 |
伝導伝熱（多重平板・多重円筒） |
多重平板および多重円筒における伝導伝熱の基礎を理解し、伝熱量を計算できること。
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| 6週 |
放射伝熱 |
放射伝熱の理解し、伝熱量を計算できること。
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| 7週 |
総合演習(1) |
3rdクォーターの学習内容について演習問題で理解を深めることができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却と解説
対流伝熱(1)
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対流伝熱の基礎を理解し、境膜などを考慮した伝熱量が計算できること。
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| 10週 |
対流伝熱(2)
熱交換器の設計(1) |
熱貫流を理解し、総括伝熱係数を計算できること。
熱交換器の設計に関する基礎式を理解し、交換熱量、伝熱面積、対数平均温度差などが計算できること。
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| 11週 |
熱交換器の設計(2) |
熱交換器の設計に関する基礎式を理解し、汚れ係数を用いた計算や多管式熱交換器の設計ができること。
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| 12週 |
熱交換器の設計(3) |
熱交換器の設計に関する基礎式を理解し、汚れ係数を用いた計算や多管式熱交換器の設計ができること。
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| 13週 |
総合演習(2) |
4thクォーターの学習内容について演習問題で理解を深め、定着させることができる。
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| 14週 |
総合演習(3) |
4thクォーターの学習内容について演習問題で理解を深め、定着させることができる。
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| 15週 |
総合演習(4) |
4thクォーターの学習内容について演習問題で理解を深め、定着させることができる。
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| 16週 |
期末試験 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 化学工学 | SI単位への単位換算ができる。 | 4 | 前1,前2 |
| 物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 4 | 前2 |
| 化学反応を伴う場合と伴わない場合のプロセスの物質収支の計算ができる。 | 4 | 前2 |
| 管径と流速・流量・レイノルズ数の計算ができ、流れの状態(層流・乱流)の判断ができる。 | 4 | 前3,前4,前7 |
| 流れの物質収支の計算ができる。 | 4 | 前5,前6 |
| 流れのエネルギー収支やエネルギー損失の計算ができる。 | 4 | 前5,前6 |
| 流体輸送の動力の計算ができる。 | 4 | 前6 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | 演習・課題の取組み | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |