2015年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 熱流体工学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 木村 元昭 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F34Q |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 熱機関の中には、ジェットエンジンや蒸気タービンのように、熱エネルギーを仕事に変えるために、高速気流の持つ運動エネルギーを利用する装置が多く、気体や蒸気が流動する際の性質を知る必要がある。熱流体工学では、ガスタービン、蒸気タービン、ロケットおよび高速管内流等の内部流動の基礎知識を学ぶ。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義中の板書・解説を中心とした講義形式を行うとともに、演習を併せて基礎的な概念の理解とその応用力を身につける。 |
| 履修条件 | 熱力学Ⅰ、熱力学Ⅱ、熱力学Ⅲ、流れの力学Ⅰ、流れの力学Ⅱを修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 熱流体工学に関しての概説する。 |
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| 第2回 | 気体分子運動論を用いて気体分子の動きと圧力の関係を理解する。 |
| 第3回 | 気体分子運動論により気体の圧力、分子速度の分布則、衝突数、平均自由行程、衝突確率、輸送現象を表現する。 |
| 第4回 | 熱力学の一般関係 理想気体と実在気体についての講義をする。 |
| 第5回 | 演習および解説 |
| 第6回 | 基礎方程式(1) 圧縮性流動を表現するため、連続の式、エネルギーの式、運動量の式を導入する。 |
| 第7回 | 基礎方程式(2) 流れにおけるエントロピ変化、よどみ状態などの流れの流動の特性を理解する。 |
| 第8回 | 波動 圧力波と音速、マッハ数、圧力変動の伝播を定義あるいは導出する。 |
| 第9回 | 一次元断熱流れ エネルギーの式より、諸物性値、等エントロピ流れ、臨界速度、無次元速度、最大流量を導出する。 |
| 第10回 | ノズル 先細ノズルの特性を講義する。 |
| 第11回 | ラバルノズルの特性を講義し、ロッケトノズル、超音速風洞用ノズルへの応用について解説をする。 |
| 第12回 | 演習および解説 |
| 第13回 | 一次元等断面積断熱流れ ファンノ線、ファンノの関係について講義をする。 |
| 第14回 | 加熱または冷却を伴う流れ（レーリー線） 理想気体のレーリーの関係、等断面積管路にこける摩擦のある等温流について講義をする。 |
| 第15回 | 理解度確認演習および解説 |
その他
| 教科書 | |
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| 参考書 |
斎間 厚、江良嘉信、増田哲三、庄司秀夫 『基礎熱力学』 産業図書
松尾一泰 『圧縮性流体力学』 理工学社 2004年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業中の演習20％、理解度確認演習80％により達成度を評価し、100点満点に換算して60点以上を目標が達成されたものと評価する。 |
| 質問への対応 | 随時対応 |
| 研究室又は 連絡先 |
木村元昭(駿河台校舎3号館315室) kimura@mech.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:00 ～ 14:00 3号館1階315室
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| 学生への メッセージ |