2021年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 伝熱工学Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 鈴木 康方 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F32N |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 自然対流熱伝達，相変化をともなう熱伝達，熱放射，熱通過率，熱交換器の分野について，どのようにして熱が移動するのかという現象そのものを理解することができる．どのくらい熱が移動するかを定量的に求められる． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
パワーポイントと板書を併用し，必要に応じてプリントを配布して授業を進める． |
| 履修条件 | 専門教育科目（選択） 熱力学I,II，流れの力学I,II,III 伝熱工学Iが修得済みであることが望ましい． |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス 熱伝達の相似則，無次元パラメータ，強制対流と自然対流 【予習】教科書第1章から第5章を再確認し，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書第1章演習問題1~４，第3章演習問題4，第4章演習問題1，第5章演習問題2を解く．（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 自然対流熱伝達（垂直平板，水平円柱，水平平板，水平流体層，垂直流体層） 【予習】教科書第６章を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書65ページ：演習問題2, 3，66ページ：演習問題5を解く．（120分） |
| 第3回 | 対流熱伝達の支配方程式（層流現象と乱流現象） ・層流現象と支配方程式 ・境界層の速度分布と温度分布 ・無次元数 ・カスケードプロセス 【予習】教科書3.1節の熱伝導方程式の導出過程を確認しておく．教科書7.1節から7.2節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書(7.1)式から(7.3)式を自身で導出する．（120分） |
| 第4回 | 対流熱伝達の支配方程式（乱流現象と境界層方程式，自然対流熱伝達の支配方程式） ・レイノルズ分解，レイノルズ応力と乱流熱流束 ・ブジネーの仮定 ・境界層近似 ・自然対流熱伝達の支配方程式 【予習】教科書7.2節から第7章末を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書(7.7)式から(7.9)式および(7.29)式から(7.31)式を自身で導出する．（120分） |
| 第5回 | 相変化をともなう熱伝達 沸騰熱伝達（プール沸騰熱伝達の沸騰様相と沸騰特性曲線） 【予習】教科書8.1節から8.2.1節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】各用語の定義と沸騰曲線を説明できるようにまとめる．（120分） |
| 第6回 | 沸騰熱伝達（プール沸騰熱伝達の相関式，強制流動沸騰熱伝達，ミスト冷却） 【予習】教科書8.2.1節から8.2.3節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】各領域と熱伝達率範囲をまとめる．章末演習問題1と3を解く．（120分） |
| 第7回 | 凝縮熱伝達（膜状凝縮熱伝達の現象，膜状凝縮熱伝達（平板）） 【予習】教科書8.3.1節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書(8.14)式から(8.17)式を自身で導出する．章末演習問題4を解く．（120分） |
| 第8回 | 凝縮熱伝達（膜状凝縮熱伝達（円管と管群外面），滴状凝縮熱伝達，凝固熱伝達） 【予習】教科書8.3.1節から第8章末を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書第8章の式をまとめる．章末演習問題5，6を解く．（120分） |
| 第9回 | 熱放射（現象の説明，黒体からの熱放射） ・プランクの法則 ・ウィーンの変位則 ・ステファン・ボルツマンの法則 ・ランバートのコサインの法則 【予習】教科書9.1節から9.3.1節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書9.1節から9.3.1節の用語をまとめる．章末演習問題1を解く．（120分） |
| 第10回 | 熱放射（灰色体からの熱放射，２黒体表面間の熱放射による伝熱） ・キルヒホッフの法則 ・物体面の射出率 ・２黒体表面間の熱放射 ・形態係数 【予習】教科書9.3.1節から9.4.2節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書9.3.1節から9.4.2節の式と用語をまとめる．章末演習問題2，4を解く．（120分） |
| 第11回 | これまでのまとめと復習Ⅰ（演習問題を用いて実践形式で実施） ・自然対流熱伝達 ・沸騰と凝縮 ・熱放射 【予習】教科書第６〜９章を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】授業中に実施した演習問題を復習する．教科書第６〜９章の章末演習問題をできる範囲で解く．（120分） |
| 第12回 | 熱通過率（平板壁をはさむ熱通過，円管壁の熱通過） ・１次元定常熱伝導の復習 ・平板壁と円管壁の熱通過 【予習】教科書2.2節および11.1節から11.3.1節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書11.1節から11.3.1節の式と用語をまとめる．章末演習問題1，2を解く．（120分） |
| 第13回 | 熱通過率（フィン付き伝熱壁） ・フィン付き伝熱壁の熱抵抗 ・フィンの伝熱解析 ・フィン効率 ・フィン付き伝熱壁の熱通過率 【予習】教科書11.3.1節から第11章末を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書11.3.1節から第11章末の式と用語をまとめる．章末演習問題7，8を解く．（120分） |
| 第14回 | 熱交換器 ・熱交換器の種類 ・隔板式熱交換器の解析 ・温度効率とエネルギー効率 【予習】教科書第12章を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書第12章の式と用語をまとめる．章末演習問題1，2を解く．（120分） |
| 第15回 | これまでのまとめと復習Ⅱ（演習問題を用いて実践形式で実施） ・熱通過率 ・熱交換器 【予習】教科書第11〜12章の式と用語をまとめる．この範囲の章末問題をできる範囲で解く．（120分） 【復習】上記範囲のできなかったところについて，用語と数式，解き方を再確認してまとめる．（120分） |
その他
| 教科書 |
丸茂榮佑, 矢尾匡永, 牧野州秀 『伝熱工学』 機械系 教科書シリーズ 25 コロナ社 2009年 第1版
|
|---|---|
| 参考書 |
北村健三・大竹一友 『基礎伝熱工学』 共立出版 1991年 第1版
小川邦康 『見える伝熱工学』 コロナ社 2011年 第1版
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
第1回〜第14回の間に課す課題を70％，第15回に課す課題を30％として100％で評価し，60%以上を合格とする． |
| 質問への対応 | メールで随時受け付ける． |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：タワー・スコラ S1719室， Tel/fax: 03-3259-0738 E-mail：suzuki.yasumasa@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:20 ～ 13:00 タワー・スコラ S1719室
|
| 学生への メッセージ |
本質を理解するように努めてください．CSTポータルのアナウンスをよく確認してください．出された課題は細かいミスも減点の対象にするので，ミスのないよう，また問題の指示にきちんと従うように気をつけてください． |