2022年 大学院理工学研究科 シラバス - 機械工学専攻
設置情報
| 科目名 | 混相流体力学 | ||
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| 設置学科 | 機械工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 河府 賢治 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F33B |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 混相流に関連する粉体工学の理論と現象を理解し，産業界で有用な混相流系単位操作である空気輸送に関する基礎理論を理解し，応用できることを目標とする。 各項目の学習到達目標は，以下の通りである。 (1) 各種粒子径や密度に関して説明および算出できる。 (2) 低濃度高速空気輸送における粒子速度の式を導出できる。 (3) 低濃度高速空気輸送における圧力損失の要因を説明し，式を導出できる。 (4) 粒子群における応力分布を求めることができる。 (5) 高濃度低速空気輸送において，圧力損失の式を導出できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面式で授業を行う。プリントと板書を主に使用し，必要に応じてスライドで講義を進める。シラバスは学習進度の目安であり，講義の進捗状況および学生の理解度および興味により前後することがある。 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
学部において混相流工学，流体力学Ⅰ・Ⅱ・Ⅲを履修していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 混相流体力学入門： 混相流とは，混相流の産業界の呼び名，産業例 [予習]混相流とは何かを調べておく（120分） [復習]混相流が関連する産業を調べる（120分） |
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| 第2回 | 固気二相流の概要： 粒子物性について [予習]粒子径の種類やかさ密度について調べておく（120分） [復習]各種粒子物性についてまとめ，発表資料を作成する（120分） |
| 第3回 | 固気二相流の概要： 空気輸送の流動様式，吸引式，圧送式，長短所 [課題]粒子物性に関する課題（第4回で発表および解説） [予習]空気輸送の特徴について調べておく（120分） [復習]各種粒子物性についてまとめ，発表資料を作成する（120分） |
| 第4回 | 粒子に作用する力学： 重力による単粒子の沈降，抗力係数の変化，壁面摩擦がないときの流体抗力，粒子輸送量 [予習]抗力について調べておく（流れの力学Ⅱを参照）（120分） [復習]粒子の抗力について復習し，例題を解く（120分） |
| 第5回 | 低濃度高速空気輸送： 低濃度輸送の圧力損失，粒子1個の釣合い [予習]低濃度空気輸送の特徴について調べておく（120分） [復習]低濃度空気輸送における運動方程式をまとめる（120分） |
| 第6回 | 低濃度高速空気輸送： 単粒子の加速区間中の粒子速度 [予習]加速区間とは何かを調べておく（120分） [復習]加速区間における理論を整理する（120分） |
| 第7回 | 低濃度高速空気輸送： 鉛直管，摩擦を考慮した場合のせん断応力 [予習]低濃度空気輸送の鉛直管における諸問題を調べておく（120分） [復習]鉛直管における運動方程式をまとめる（120分） |
| 第8回 | 低濃度高速空気輸送： 水平管の運動方程式 [予習]低濃度空気輸送の水平管における諸問題を調べておく（120分） [復習]水平管における運動方程式をまとめる（120分） |
| 第9回 | 低濃度高速空気輸送： 平衡状態の速度，圧力損失係数 [課題]低濃度高速空気輸送に関するレポート課題（第12回で解説） [予習]低濃度空気輸送における圧力損失の要因を調べておく（120分） [復習]低濃度高速空気輸送に関する課題を解く（120分） |
| 第10回 | 充填層透過流動現象： 圧力損失係数，充填層透過流動 [予習]充填層透過流動現象について調べておく（120分） [復習]充填層透過流動現象における圧力損失の導出方法をまとめる（120分） |
| 第11回 | 充填層透過流動現象： 乱流透過流動，Ergun式，高濃度空気輸送の式 [課題]充填層透過流動現象に関するレポート課題（第14回で解説） [予習]Ergun式について調べておく（120分） [復習]充填層透過流動現象に関する課題を解く（120分） |
| 第12回 | 高濃度低速空気輸送： 粒子群内応力分布 [予習]モール円について調べておく（120分） [復習]粒子群応力分布についてまとめる（120分） |
| 第13回 | 高濃度低速空気輸送： 気液二相流理論および粒子群移動速度 [予習]Brooke Benjaminの理論について調べておく（120分） [復習]粒子群と粒子の速度について理論を整理する（120分） |
| 第14回 | 高濃度低速空気輸送： 粒子群前後端応力 [課題]高濃度低速空気輸送に関するレポート課題（第15回で解説） [予習]高濃度低速空気輸送の流動様式について調べておく（120分） [復習]高濃度低速空気輸送に関する課題を解く（120分） |
| 第15回 | 高濃度低速空気輸送： 粒子速度および高濃度空気輸送における圧力損失 [予習]高濃度空気輸送における圧力損失について調べておく（120分） [復習]高濃度低速空気輸送における粒子速度および圧力損失式の導出方法をまとめる（120分） |
その他
| 教科書 |
特に指定しない。適宜資料を配布する。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
井伊谷鋼一，三輪茂雄 『化学工学通論Ⅱ』 朝倉書店
今木清康 『粉体工学演習』 コロナ社
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート課題を100点満点で評価し，60点以上を合格とする。 |
| 質問への対応 | 授業の際および水曜12：10～13：20に行う |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：駿河台校舎タワー・スコラ16階S1607室 E-mail : kofu.kenji@nihon-u.ac.jp, Tel : 03 – 3259 – 0755 |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 タワー・スコラ16階S1607室
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| 学生への メッセージ |
理解しようという熱意と努力があれば難しい内容でも理解できるようになる。 |