到達目標
伝熱現象を理解し，熱機器の設計や自然環境の保全などの熱的諸問題について考察できる能力を養うことを目標とする．具体的には，
(1) 熱伝導，熱伝達，熱通過について理解し，伝熱量や温度分布に関する計算ができる.
(2) 熱交換器の構造を理解し，伝熱量や流体の温度変化に関する計算ができる．
(3) (1)の応用として，ひれつき面の伝熱量に関する計算ができる．
(4) 対流熱伝達について強制対流と自然対流の違い，境界層，無次元数について理解し，伝熱量に関する計算ができる．
(5) 沸騰熱伝達の様相と沸騰曲線，凝縮を伴う熱伝達について理解し，伝熱量に関する計算ができる．
(6) 熱放射の基本法則を理解し，二面間での熱放射による伝熱量を求める計算ができる
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 総合評価８０点以上 | 標準的な到達レベルの目安 総合評価６０点以上 | 未到達レベルの目安 総合評価６０点未満 |
| 評価項目１
伝熱工学の概要 | 伝熱工学の構成，伝熱工学の将来，熱伝導，熱伝達，熱放射，熱通過について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
| 評価項目２
熱伝導 | 熱伝導，熱流束，温度場，フーリエの法則，熱伝導率，並行平板，重ねた並行平板，円管の熱伝導，球状壁の熱伝導，非定常熱伝導の基本式について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
| 評価項目３
熱通過 | 熱伝達率，平板壁の熱通過，円管の熱通過，熱伝達率と熱通過率の実倒について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
| 評価項目４
熱交換器の伝熱 | 隔板式熱交換器，並流，向流，直交流，蓄熱式(再生式)熱交換器，直接接触式熱交換，熱交換器における伝熱の計算について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
| 評価項目５
側方に放熱のある板(柱)とひれつき面の伝熱 | 側方に放熱のある板(柱)の伝熱，ひれつき面の伝熱の計算について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
| 評価項目６
対流熱伝達 | 速度境界層と温度境界層，熱伝達率，無次元数の定義，境界層方程式の数学的解析，連続の式，運動量の式，エネルギーの式実験と組み合わされた次元解析，基本単位と次元式，バッキシガムのπ定理，無次元数の決定について理解できる．対流熱伝達の各種実験式について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
| 評価項目７
沸騰の熱伝達 | 沸騰熱伝達の様相，沸騰熱伝達の問題，凝縮を伴う熱伝達，膜状凝縮と滴状醍縮，凝縮熱伝達係数を支配するもの，膜状凝縮の熱伝達率，滴状凝縮の熱伝達率について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
| 評価項目８
放射伝熱 | 放射伝熱の概念，熱放射の基本法則，プランクの法則，ステファンーポルツマシの法則，キルヒホッフの法則，ランバートの法則，高温ガスの熱放射，黒体二面間，平行二面間について理解できる | 教員追加指導や学習支援者の指導で左記ができる | 左記の目標が達成できない |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育目標 (B2)
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JABEE 2.1(1)④
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教育方法等
概要:
機械工学科は，機械工学を中心とした幅広い学問と豊富な実験実習により，先端技術を含んだ多分野に対応できる人材の養成を目的とする．この目的を達成するために本科目は，④熱やエネルギーを利用する技術を中心とした学問・技術を教授し，これらを統合して社会に役立つものを設計・製作できる能力を培う．熱力学は，「熱」を「動力」に変換するために必要な理論を論じているのに対して，伝熱工学は，熱を「伝える」すなわち熱の移動方法や移動速度を論じるものであり，機械工学を学ぶ学生に必要な科目である．本講義では，熱の三形態である熱伝導・対流・輻射について,身近な現象を観察（Demonstration），実験不可能な現象はインターネット映像（Web Experiment）により，受講者の興味を引き出す工夫をする．その後，教科書から現象を支配する原理を学び，簡単な演習問題(Excise)による計算能力を養う．さらに雑誌，新聞記事や学会誌により基礎知識からどのように実際の問題(Practical Problem)へ適用するかを考える．
授業の進め方・方法:
1. 教科書と併用して，毎週の到達目標達成を自己評価するための課題「到達度達成評価課題」を使用する．
2. 自ら問題を設定し，解決する能力を養うためにアクティブラーニングの課題（学習到達度評価プレ試験）を導入し，提出を評価の対象とする．
3. 再試験は，定期試験が60点に満たないものに対して適宜実施する．
注意点:
1. 受講に際して学問的誠実性（Academic Integrity）を遵守すること
2. 講義で配布する「到達度達成評価課題」は，各自保管すること
3. 定期試験は，主として「到達度達成評価課題」から出題する
4. 再試験は，「到達度達成評価課題」の提出を受験条件とする．
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 |
第1章 伝熱工学はどのような学問か pp.1-3
第2章 熱はどのように伝わるか pp.4-6 |
伝熱工学の構成，伝熱工学の将来，熱伝導，熱伝達，熱放射，熱通過について理解できる
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| 2週 |
第3章 熱伝導に関する基本事項 pp.7-12
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熱伝導，熱流束，温度場，フーリエの法則，熱伝導率，並行平板，重ねた並行平板について理解できる
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| 3週 |
第4章 熱伝導の計算はどのように取り扱うか pp.13-16
第5章 温度変化が直線的ではない場合の熱伝導 pp.17-21
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円管の熱伝導，球状壁の熱伝導について理解できる
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| 4週 |
第6章 非定常熱伝導はどのように取り扱うか pp.22-29
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非定常熱伝導の基本式について理解できる
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| 5週 |
第7章 熱通過の計算はどのように取り扱うか pp.30-39
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熱伝達率，平板壁の熱通過，円管の熱通過，熱伝達率と熱通過率の実倒について理解できる
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| 6週 |
第8章 熱交換器における熱移動の形式について pp.40-44
第9章 熱交換器の伝熱はどのように計算するか pp.45-49 |
隔板式熱交換器，並流，向流，直交流，蓄熱式(再生式)熱交換器，直接接触式熱交換，熱交換器における伝熱の計算について理解できる
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| 7週 |
第10章 側方に放熱のある板(柱)とひれつき面の伝熱の計算 pp.50-58
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側方に放熱のある板(柱)の伝熱，ひれ付面の伝熱はどのように計算について理解できる
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| 8週 |
学習到達度評価課題の総仕上
アクティブラーニング 学習到達度評価プレ試験No.1+ |
学習到達度評価プレ試験No.1
範囲：教科書第1～10章（自ら問題を作って解く）
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験
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学習到達度評価試験No.1, 評価項目1～5に関する
到達レベル①知識・記憶レベル ②理解レベル ③適用レ
ベル ④分析レベルを評価する.
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| 10週 |
中間試験の解答と解説
第11章 対流熱伝達に関する基本事項 pp.59-70
第12章 強制対流熱伝達のメカニズムはどのように解析するか pp.71-83
第13章 対流熱伝達に関する実験式 pp.84-88 |
間違えた箇所を確認し，理解できる
速度境界層と温度境界層，熱伝達率，無次元数の定義，対流熱伝達の各種実験式について理解できる
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| 11週 |
第14章 沸騰の熱伝達はどのように行われるか pp.89-98
第15章 凝縮を伴う熱伝達はどのように行われるかpp.99-103 |
沸騰熱伝達の様相，沸騰熱伝達の問題，凝縮を伴う熱伝達，膜状凝縮と滴状醍縮，凝縮熱伝達係数を支配するもの，膜状凝縮の熱伝達率，滴状凝縮の熱伝達率について理解できる
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| 12週 |
第16章 放射伝熱はどのように行われるか pp.104-113 |
放射伝熱の概念，熱放射の基本法則，プランクの法則，ステファンーポルツマシの法則，キルヒホッフの法則，ランバートの法則，高温ガスの熱放射について理解できる
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| 13週 |
第17章 二面間の放射伝熱の計算はどのように行うかpp.114-120 |
黒体二面間，平行二面間について理解できる
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| 14週 |
学習到達度評価課題の総仕上げ
アクティブラーニング 学習到達度評価プレ試験No.1+ |
学習到達度評価プレ試験No.2
範囲：教科書第11～17章（自ら問題を作って解く）
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| 15週 |
期末試験 |
学習到達度評価試験No.2, 評価項目6～8に関する①知識・記憶レベル ②理解レベル ③適用レベル ④分析レベルの到達レベルを評価する．
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| 16週 |
期末試験の解答と解説 |
間違えた箇所を確認し，理解できる
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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 | 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。 | 4 | |
| フーリエの法則および熱伝導率を説明できる。 | 4 | |
| 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、熱抵抗を計算できる。 | 4 | |
| 対流を伴う平板の定常熱伝導について、熱流束、温度分布、熱通過率を計算できる。 | 4 | |
| ニュートンの冷却法則および熱伝達率を説明できる。 | 4 | |
| 自然対流と強制対流、層流と乱流、温度境界層と速度境界層、局所熱伝達率と平均熱伝達率を説明できる。 | 4 | |
| 平板に沿う流れ、円管内の流れ、円管群周りの流れなどについて、熱伝達関係式を用いることができる。 | 4 | |
| 黒体の定義を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 単色ふく射率および全ふく射率を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 課題 | 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 20 | 80 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 20 | 80 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |