伝熱工学
 Heat Transfer
 担当教員:赤松 正人(AKAMATSU Masato)
 担当教員の所属:理工学研究科
 開講学年:3年  開講学期:前期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:機械システム工学科  科目区分:専門科目・選択 
【授業の目的】
熱力学では,系で起こる変化に対して変化前と変化後に着目して考えた.すなわち,状態の変化の過程,系の中の変化の過程は考えない.しかし,実世界では,平衡状態でないときの種々の熱移動を考えなければいけないことがある.この熱移動を扱うのが伝熱工学である.伝熱工学は,日常生活や産業界で観察される熱移動の問題を取り上げ,これを熱伝導,熱伝達および熱放射に区別して,熱移動の量や速度を明らかにする学問である.本講義によって,基礎熱力学および基礎流体力学で身に着けた基礎知識を整理するとともに,さらに,機械エンジニアとしての専門知識を養成する.

【授業の到達目標】
目標1:熱伝導に関する基本法則の説明ができ,その伝熱量を計算できる.
目標2:対流熱伝達に関する基本法則の説明ができ,その伝熱量を計算できる.
目標3:放射伝熱のメカニズムを説明でき,その伝熱量を計算できる.
目標B:B(CP2,DP5)
目標F:F(CP2,DP9)

【授業概要(キーワード)】
熱伝導,対流熱伝達,放射伝熱

【科目の位置付け】
機械システム工学科の学習・教育到達目標のうち,「(A)工学の基礎力」(0.1),「(H)実践的機械工学(熱流体・エネルギー工学分野)」(0.9)を養成する科目である.

【授業計画】
・授業の方法
90分の講義を15回行う.例題と演習問題を通じて講義の理解を深める.
・日程
第01回目:第01章 伝熱工学はどのような学問か
      第02章 熱はどのように伝わるか
第02回目:第03章 熱伝導に関する基本事項
      第04章 熱伝導の計算はどのように取り扱うか
第03回目:第05章 温度変化が直線的でない場合の熱伝導
      第06章 非定常熱伝導はどのように取り扱うか
第04回目:第07章 熱通過の計算はどのように取り扱うか
第05回目:第08章 熱交換器における熱移動の形式について
      第09章 熱交換器の伝熱はどのように計算するか
第06回目: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
第07回目:中間試験および解説
第08回目:第11章 対流熱伝達に関する基本事項
     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
第09回目:第13章 対流熱伝達に関する実験式
第10回目:第14章 沸騰の熱伝達はどのように行われるか
第11回目:第15章 凝縮を伴う熱伝達はどのように行われるか
第12回目:第16章 放射伝熱はどのように行われるか
第13回目:第17章 二面間の放射伝熱の計算はどのように行うか
第14回目:第18章 物質伝達はどのように行われるか
第15回目:期末試験とまとめ

【学習の方法】
・受講のあり方
例題と演習問題を通して,何が求められているのか,どのような知識が必要なのかを考えながら,伝熱現象について理解を深める.なお,テキストと電卓は必ず持参すること.
・授業時間外学習へのアドバイス
授業計画(日程)を参照して,該当するページをよく読んで講義に臨むこと.また,復習に関しては該当する演習問題に取り組み,理解を深めること.なお,不明な点は,友人と議論したり,授業の後に質問したりして必ず解決すること.

【成績の評価】
・基準
ミニテスト(40点),中間試験(30点),および期末試験(30点)を合計し,60点以上を合格とする.
評価内容:目標1(35 %),目標2(35 %),目標3(30 %)
・方法
ミニテスト,中間試験,および期末試験は,講義,例題,そして演習問題の範囲から出題する.

【テキスト・参考書】
テキスト:一色尚次・北山直方 共著,伝熱工学,森北出版.
参考書:日本機械学会編,JSMEテキストシリーズ「伝熱工学」,丸善.

【その他】
・学生へのメッセージ
オリジナルのノートを作成して,伝熱工学に関して理解を深めるように努めること.公式を丸暗記するのではなく,本質の理解や現象を理解することに心がけること.熱力学および流体力学の基礎知識を必要とする.
・オフィス・アワー
学科掲示板に掲示

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