2023年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 伝熱工学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 髙橋 晶世 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H44D |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 熱の移動現象，すなわち伝熱現象の基本的な取り扱い方と基礎的な問題が解けるようになることを目的とする．伝熱現象は物理的なメカニズムの違いから一般的に熱伝導，熱放射，対流熱伝達の3つに分類され，基本法則がそれぞれ異なる．熱伝導，熱放射，対流熱伝達の物理的メカニズム，基本法則を理解し，基本的な問題の解き方を身につけることが目標である．熱伝導と熱放射については，やや複雑な問題も取り扱えるようにする． 本授業科目はDP1・3及びCP1・3に該当しています． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面授業で実施する. 講義形式．必要に応じて宿題を課し，演習を行う．教科書で不足する事項はプリントを配布する． メーカ勤務経験をもとに，講義内容がどのように業務に活かされていたか具体的に解説する。 |
| 履修条件 | 熱力学I，IIと流体力学Iで取り扱った事項を理解していることを前提として授業を進める．また、伝熱工学Ⅱでは，対流熱伝達を主要なテーマとし粘性流体力学で学習する内容も必要となります． 選択必修 |
授業計画
| 第1回 | 授業の目的と概要，熱力学と伝熱工学の関係，熱輸送の3様式（伝導，対流，熱放射） 【事前学習】教科書の1.1～1.4節をよく読んでくる．（120分） 【事後学習】配布資料を復習し，関連する演習問題を解く．（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 熱輸送の3様式（伝導，対流，熱放射）の基本法則とその応用 【事前学習】配布資料をよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第3回 | 伝熱現象の微視的な見方 熱伝導１ フーリエの法則，熱伝導方程式 【事前学習】教科書の1.6～1.7節及び2.1.1~2.1.2節をよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第4回 | 熱伝導２ 熱伝導方程式の無次元化，1次元定常熱伝導 【事前学習】教科書の2.1.3~2.1.5節及び2.2.1節をよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第5回 | 熱伝導３ 1次元定常熱伝導（熱抵抗と熱通過率，内部発熱を伴う場合） 【事前学習】教科書の2.2節をよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第6回 | 熱伝導4 1次元定常熱伝導（冷却フィン） 【事前学習】教科書の2.2.3節をよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第7回 | 熱伝導５ 1次元定常熱伝導（冷却フィン，フィン効率，フィン効果） 非定常熱伝導（集中熱容量系） 【事前学習】教科書の2.3節をよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第8回 | 熱放射１ 放射強度，放射能，反射・吸収・透過 【事前学習】配布資料の関連するページをよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第9回 | 熱放射２ 黒体，プランクの法則，ステファン・ボルツマンの法則，ウィーンの変移則，キルヒホッフの法則 【事前学習】配布資料の関連するページをよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第10回 | 熱放射３ 実在面と灰色面近似，放射率・吸収率・反射率・透過率 【事前学習】配布資料の関連するページをよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第11回 | 熱放射４ 形態係数，黒体面間の放射熱伝達１ 【事前学習】配布資料の関連するページをよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第12回 | 熱放射５ 黒体面間の放射熱伝達２ 【事前学習】配布資料の関連するページをよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第13回 | 熱放射６ 灰色面間の放射熱伝達１，ラディエィションシールド 【事前学習】配布資料の関連するページをよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第14回 | 熱放射７ 灰色面間の放射熱伝達２ 【事前学習】配布資料の関連するページをよく読んでくる．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解く．（120分） |
| 第15回 | 平常試験 【事前学習】授業で学習した事項を復習しておく．（180分） 【事後学習】試験問題の復習をする．（60分） |
その他
| 教科書 |
日本機械学会, 伝熱工学, JSMEテキストシリーズ , 日本機械学会, 2005, 1 edition
日本機械学会が機械系学生が標準的に知らなければならない内容をまとめた教科書．伝熱工学の場合，内容が多岐にわたるが，要領よくまとめられている．ただし，説明が不足している点も見受けられる．
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| 参考書 |
初回の授業で紹介する．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験（約70%）と課題（約30%）で総合的に評価 |
| 質問への対応 | 授業後または研究室で対応する． |
| 研究室又は 連絡先 |
3号館337B室，takahashi.akiyo@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 10:40 ～ 12:10
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| 学生への メッセージ |
生活に密着した問題で，機械工学科，建築学科や化学工学科などでも学ぶ内容です．基礎をしっかり身につけてください． |