到達目標
１．熱伝導（フーリエの法則，熱伝導方程式）・熱伝達（ニュートンの冷却の法則，無次元数，熱伝達整理式）・ 熱放射（ステファン・ボルツマンの法則，灰色体の熱放射）を理解し，基礎的な熱計算ができる。
２．熱交換（対数平均温度差，熱交換有効率）・熱通過を理解し，簡単な熱交換器の計算ができる。
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 | 熱伝導・熱伝達・熱放射について十分な理解ができており，基礎的な熱計算において，適切な手順を提示し，解を得ることができる。 | 熱伝導・熱伝達・熱放射について基礎的な理解ができており，基礎的な熱計算において，多少の誤りはあるが手順を提示できる。 | 熱伝導・熱伝達・熱放射についての理解が不足しており，基礎的な熱計算において，適切な手順を提示することができない。 |
| 評価項目2 | 熱交換・熱通過について十分な理解ができており，簡単な熱交換器の計算において，適切な手順を提示し，解を得ることができる。 | 熱交換・熱通過について基礎的な理解ができており，簡単な熱交換器の計算において，多少の誤りはあるが手順を提示できる。 | 熱交換・熱通過についての理解が不足しており，簡単な熱交換器の計算において，適切な手順を提示することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本科目は熱移動現象を取り扱う伝熱工学を主な対象としている。
伝熱工学は，物体間の温度差に因果した熱移動速度を論ずる学問である。これらは，工業製品で広く利用されるポンプや熱交換器の設計・評価等において重要な知識である。
なお，この科目は企業で事業用ボイラの設計を担当していた教員がその経験を活かし，熱機器の設計に必要な伝熱工学の知識，熱交換器の種類や特性等について講義形式で授業を実施するものである。
授業の進め方・方法:
伝熱工学では熱伝導，熱伝達，放射という三つの熱エネルギー移動現象について講義・演習を行なう。
注意点:
講義後は，①配布プリントから要点をノートに整理してまとめる，②教科書や図書館に置いてある参考書を読む，③問題集の練習問題を解く等の自学によって，内容の深い理解に努めること。演習を主体とした復習を行なうと良い。演習を主体とした復習を行なうと良い。その際，教科書の問題や配布課題について，まず参考書を使わずに独力で取り組むことで，理解度の確認を行うこと。式を丸暗記するのではなく，現象の本質について理解を深める努力を欠かさず行なうこと。
オフィスアワーなど授業時間外でも質問に対応します。どうしても教員と時間が合わない場合は，シラバスに記載のメールアドレス宛てに質問してください。
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
伝熱の三形態と基礎用語 |
伝熱の基本形態を理解し，各形態における伝熱機構を説明できる．
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| 2週 |
フーリエの法則と熱伝導方程式 |
フーリエの法則および熱伝導率を説明できる．また，熱伝導方程式と計算に必要な境界条件を説明できる．
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| 3週 |
定常熱伝導と伝熱促進 |
平板および多層平板の定常熱伝導について，熱流束，温度分布，熱抵抗を計算するとともに，フィンの伝熱について説明できる．
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| 4週 |
非定常熱伝導 |
非定常熱伝導の解法として集中熱容量モデルおよびプロフィル法について説明できる．
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| 5週 |
ニュートンの冷却の法則と境界層，熱通過 |
ニュートンの冷却の法則および熱伝達率を説明できる．自然対流と強制対流や層流と乱流などの流れの違いによる熱伝達率の変化を境界層の視点から説明できる．
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| 6週 |
無次元数と熱伝達率整理式 |
無次元数について説明でき，様々な流れにおける熱伝達整理式を用いることができる．
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| 7週 |
問題演習 |
対流を伴う熱通過問題について，熱流束，温度分布，熱通過率を計算できる．
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| 8週 |
〔中間試験〕 |
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の返却と解説 |
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| 10週 |
沸騰熱伝達 |
沸騰熱伝達について，流動様相と熱伝達特性を関連付けながら説明できる．
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| 11週 |
熱交換器と熱計算 |
熱交換器に関する基礎知識を用いて，交換熱量，熱交換有効率，伝熱面積の計算ができる．
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| 12週 |
熱放射の基本法則と形態係数 |
黒体の定義を説明でき，プランクの法則，ステファン・ボルツマンの法則，ウィーンの変位則を説明できる．単色ふく射率および全ふく射率を説明できる．
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| 13週 |
灰色面間の放射伝熱とガス放射 |
形態係数，等価回路を用いて，黒体面間，灰色面間の放射伝熱について計算することができる．
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| 14週 |
問題演習 |
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| 15週 |
〔後期学年末試験〕 |
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| 16週 |
学年末試験の返却と解説 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 後5 |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 4 | 後5 |
| 熱力学で用いられる各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 4 | 後6 |
| 閉じた系と開いた系、系の平衡、状態量などの意味を説明できる。 | 4 | 後1 |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | 後1 |
| 閉じた系と開いた系について、エネルギー式を用いて、熱、仕事、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。 | 4 | 後1 |
| 内部エネルギーやエンタルピーの変化量と温度の関係を説明できる。 | 4 | 後4 |
評価割合
| 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 50 |
| 専門的能力 | 50 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 |