流動・伝熱操作 (L33P L34N)

日本大学理工学部

2015年理工学部シラバス - 物質応用化学科

設置情報

科目名	流動・伝熱操作
設置学科	物質応用化学科	学年	3年
担当者	栗原　清文	履修期	後期
単位	2	曜日時限	水曜3 水曜4
校舎	駿河台	時間割CD	L33P L34N
クラス	A 、 B

概要

学修到達目標	化学工業において流体の輸送および熱の移動はプロセスの重要な要素をなしている．本講では流体や熱の流動機構を解説し，プロセスにおける流動操作および熱移動操作の原理と計算法を学ぶ．具体的な到達目標は次のようである． 1．流動操作を理解するために必要な基礎（エネルギー収支，層流，乱流，レイノズル数､摩擦損失，摩擦係数）を理解する（10％） 2．流体輸送に必要な所要動力および流体の流量測定の計算法を理解し，これらの値を正しく求めることができる（40%） 3．熱移動操作を理解するために必要な基礎（フーリエの法則，伝導伝熱，熱伝導度，対流伝熱，境膜伝熱係数，総括伝熱係数，二重管式熱交換器）を理解する（20％） 4．二重管式熱交換器中の流体の境膜伝熱係数，交換器の伝熱面積および管長の計算法を理解し，これらの値を正しく求めることができる．（30%）
授業形態及び授業方法	板書を中心とした講義形式で行うが，講義内容のより深い理解のため，出席をかねた演習ならびにレポート提出を実施する．なお平常試験①の欠席者に対して，翌週，その追試を行う．
履修条件	特になし

授業計画

第1回	流動操作および熱移動操作について，その概略を説明する．
第2回	流体輸送の物質収支とエネルギー収支式について解説する．
第3回	流れを規定（層流，乱流，遷移流）するレイノルズ数の定義とその計算法を説明する．授業中に例題4.1を参考にして，章末問題4.1と1.2を演習．
第4回	円管内流動に伴う摩擦係数の計算法を説明する．授業中に例題4.2を参考にして，章末問題4.4をSolveの使い方も含めて演習（終わらない場合は宿題）．
第5回	流体輸送の所要動力の計算法を説明し，例題4.3を用いてその計算手順を解説する．例題4.4も参考にして，章末問題4.7を宿題．
第6回	流量測定法についてオリフィス計およびピトー管の原理と流量の計算法を述べる．問題9.63と章末問題4.9前半を宿題．
第7回	問題9.63と章末問題4.9の答え合わせと解説を行う．
第8回	流動操作の理解度を確認するため，平常試験①とその解説を行う．
第9回	熱移動としての熱伝導の基礎となるフーリエの法則を説明し，平板状固体層および多重平板状固体層における定常伝導伝熱の理論と計算法を説明し，例題5.1を用いてその計算手順を解説する．章末問題5.1と5.2を宿題．
第10回	円筒状固体層および多重円筒状固体層における定常伝導伝熱の理論と計算法を説明し，例題5.2を用いてその計算手順と，対流伝熱の図5.5（ｂ）を解説する．章末問題5.3を宿題．授業後，平常試験①の答案用紙を返却．
第11回	対流伝熱における理論と計算法と，化学プロセスにおいて重要な熱移動装置である熱交換器の原理（熱収支・温度変化・伝熱速度）について説明する．
第12回	熱交換器の中で二重管式熱交換器式を取り上げ，その伝熱面積および管長の計算法を説明し，合わせて，その計算に必要な境膜伝熱係数の求め方を解説する（5.2.4（ｂ）まで）．授業中に例題5.3を説明する．
第13回	二重管式熱交換器に必要な管長の計算法についての演習①．授業中に例題5.4を参考にして，章末問題5.5を演習（終わらない場合は宿題）．
第14回	二重管式熱交換器に必要な管長の計算法についての演習②．授業中に例題5.5を参考にして，章末問題5.6を（終わらない場合は宿題）演習．その後，放射伝熱について解説する．
第15回	熱移動操作の理解度を確認するため，平常試験②とその解説を行う．

その他

教科書	小島和夫，越智健二，本郷尤，加藤昌弘，鈴木功，栃木勝己『入門化学工学　改訂版』培風館 1996年
参考書
成績評価の方法及び基準	期末試験だけでなく授業中行う演習およびレポートにより総合的に評価する．定期試験：約75%，演習およびレポート：約25%
質問への対応
研究室又は連絡先	物質応用化学科化学工学研究室（駿河台校舎2号館2階226B号室） Tel: 03-3259-0822 kurihara.kiyofumi@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	水曜駿河台 10:00 ～ 11:00
学生へのメッセージ

Copyright 2015 Nihon University College of Science and Technology. All rights reserved.