伝熱工学(Heat Transfer)
本科選択・必修開設時期単位数授業形態担 当
機械電気選択5年後1講義吉岡 健
【授業の概要】
伝熱とは熱が高温側から低音側に移動する現象である。本講義では、主に伝熱現象の基本的な機構である熱伝導、熱伝達、熱輻射について学習する。
【授業の進め方】
各授業は80分程度の講義を行い、その後演習を行う。学習シートはその講義で用いるまとめと演習問題・および自学自習問題を記述する。演習問題と自学自習問題は次回の講義時に提出する。
【授業計画】 【授業項目】 【内 容】
1 回 第1章 伝熱工学 伝熱工学について理解する。(学習シート1)
2 回 第2章 定常熱伝導 その1 フーリエの法則、熱伝導基礎微分方程式、一次元熱伝導について理解する。(学習シート2)
3 回 第2章 定常熱伝導 その2 二次元熱伝導について理解する。(学習シート3)
4 回 第2章 定常熱伝導 その3 複雑な形状の二次元熱伝導問題を理解する。(学習シート4)
5 回 第3章 非定常熱伝導 その1 非定常熱伝導方程式、一次元非定常熱伝導方程式について理解する(学習シート5)
6 回 第3章 非定常熱伝導 その2 非定常熱伝導の例および固体の熱伝導の測定を理解する(学習シート6)
7 回 第4章 強制対流熱伝達 その1 熱伝達の解析的手法、流れの性質を理解する。(学習シート7)
8 回 第4章 強制対流熱伝達 その2 強制対流熱伝達の例を理解する。(学習シート8)
9 回 第4章 強制対流熱伝達 その3 強制対流熱伝達の一般形式と代表温度について理解する。(学習シート9)
10 回 第5章 自然対流熱伝達 その1 自然対流熱伝達の基礎式、垂直平板の自然対流熱伝達を理解する。(学習シート10)
11 回 第5章 自然対流熱伝達 その2 自然対流熱伝達の利用例を理解する。(学習シート11)
12 回 第6章 輻射熱伝達 その1 黒体輻射、ウイーンの法則、黒体間の輻射熱伝達を理解する。(学習シート12)
13 回 第6章 輻射熱伝達 その2 放射率、固体の輻射、気体の輻射を理解する。(学習シート13)
14 回 第7章 最新の伝熱技術 最新の燃焼技術の動向について最近発表された論文などを通して理解する。(学習シート14)
期末試験 伝熱の三態の概要、各熱移動形態の詳細に関する計算問題を出題する。
15 回 答案返却など 期末試験の採点済みの解答の返却を行い、本講義の総括を行う。
【到達目標】伝熱の基本的な機構である熱伝導、熱伝達、熱輻射を理解し、基本法則に基づいて、実際の伝熱問題を計算で解けるようにする。
【徳山高専学習・教育目標】C1【JABEE基準1(1)】d-2a
【評価法】後期末試験と学習シート提出とで評価する。
後期末試験は全体評価の70%とする。
残りの30%については、各講義の学習シート(演習問題と自学自習問題)の提出率で評価する。
【テキスト】教科書:田坂英紀「機械工学入門講座4伝熱工学」森北出版
Web教材:http://webleqaningplaza.jst.go.jp/,科学技術振興機構
参考書:一色尚次「最新機械工学シリーズ7 伝熱工学 改訂・SI併記」、森北出版
     吉田駿、「伝熱学の基礎」、理工学社
     J.P. Holman "Heat Transfer",McGRAW-HILL
【関連科目】水力学、熱力学、流体力学、流体制御工学、熱流体工学