2019年度 エネルギー操作特論   Advanced Energy Transfer Operation

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開講元
応用化学コース
担当教員名
関口 秀俊 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月3-4(S422)  木3-4(S422)  
クラス
-
科目コード
CAP.C421
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月8日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

本講義では,エネルギープロセスやエネルギー操作について,その評価,高効率化について説明します。熱移動の基礎的項目をもとに,様々なプロセスの評価方法とそのプロセスにおける熱移動量の最適化について学習します。講義の終盤では,化学反応・相変化などの現象が起こる系でのエネルギープロセスについても取り上げます。
様々なエネルギープロセスやエネルギー操作に対して熱力学や伝熱機構等の理論的解析を行いながら,その評価法とそれらにおけるエネルギーの有効利用や高効率化の方策の修得をねらいとします。

到達目標

化学工学が対象とするエネルギー操作の主眼は,エネルギーの有効利用と高効率化であり,熱力学や伝熱機構等の理論的解析をもとに,エネルギーの有効利用と高効率化のための方法論を理解することを到達目標とします。

キーワード

エネルギープロセス, 評価と高効率化、エネルギー変換

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- -

授業の進め方

講義の前半は内容の説明で,後半には,その日の講義内容に関する演習問題に取り組んでもらいます.各回の授業スケジュールを各自確認し,課題を予習・復習で行って下さい.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 熱移動の基礎 熱移動の基礎を理解できる。
第2回 エネルギー方程式と熱伝導の基礎 エネルギー方程式yや熱伝導の基本を理解できる。
第3回 伝熱操作の最適化(熱伝導)(1) エネルギー方程式を用いて、熱伝導を解析でき、熱伝導による熱移動の最適化を設計できる。
第4回 伝熱操作の最適化(熱伝導)(2)フィンと境界条件 エネルギー方程式を用いて、フィンの最適化ができる。
第5回 非定常熱伝導 非定常熱伝導を理解できる。
第6回 エネルギー方程式と対流伝熱 エネルギー方程式を用いて、対流伝熱を解析できる。
第7回 境界層流れと円管内流れ 境界層流れを含む強制対流伝熱を理解し、境界層流れや円管内流れにおける熱移動量を推算できる。
第8回 伝熱操作の最適化(対流伝熱) 対流伝熱による熱移動の最適化を設計できる。
第9回 演習 伝導伝熱や対流伝熱による熱移動を理解し、熱移動量を推算できる。
第10回 放射伝熱の基礎 放射伝熱の基礎を理解できる。
第11回 灰色体間や高温ガスの放射伝熱 灰色体間の放射伝熱量を推算できる。
第12回 エクセルギー エクセルギーの考え方を理解できる。
第13回 エネルギー変換プロセスとその評価 エネルギー変換プロセスを評価できる。
第14回 化学反応プロセスにおけるエネルギー操作 化学反応プロセスにおけるエネルギー操作を理解し、その評価ができる。
第15回 演習 様々なエネルギー操作を理解し、その評価ができる。

教科書

特に指定しません。

参考書、講義資料等

吉川史郎著 『ベーシック移動現象論』 化学同人 ISBN-13: 978-4759815917,伝熱工学というタイトルのついた書籍全般。また、適宜、資料を配付する。

成績評価の基準及び方法

エネルギープロセスやエネルギー操作におけるエネルギーの有効利用と高効率化のための方法論の理解度を評価します。成績評価は講義中に出題する課題・演習および課題レポートによって行います。

関連する科目

  • CAP.C441 : 移動現象操作

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修条件は特に設けないが,関連する科目を履修していることが望ましい.

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