熱機関(Heat Engine)

本科	選択・必修		開設時期	単位数		授業形態	担　当
機械電気	必修		5年前	1		講義	池田光優
【授業の概要】 4年次で学んだ熱力学の基礎を用いて、熱エネルギを動力とする冷凍機、暖房機、熱機関に関する項目を数式を用いて理解する。そして、これからの機関で求められる性能などについて、自ら考えられる力を身につける。
【授業の進め方】 授業のはじめに、講義内で行う項目の説明を行い、その項目について60分程度の講義を行う。その後50分程度で解ける演習（学習シート）を行い、講義内で学んだ理論を実際の問題に結びつけられるようにする。また、復習として自学・自習問題を家庭でできるように配布する。
【授業計画】	【授業項目】			【内 容】
1 回	第7章　冷凍と空調のメカニズム 7.1　冷凍サイクル			冷凍サイクルについて理解する。（学習シート1）
2 回	7.2　熱ポンプ 7.3　冷媒			熱ポンプ、冷媒について理解する。（学習シート2）
3 回	7.4　湿り空気の性質 7.5　空気調和			空気調和（空調）について理解する（学習シート3）
4 回	第8章　熱機関 8.1　熱機関の分類 8.2　熱機関の動作 8.2.1往復型ピストン機関の作動			熱機関の分類、往復型ピストン機関の作動について理解する。（学習シート4）
5 回	8.2.2タービン形機関の作動 8.3　熱機関のサイクル 　(1) Otto サイクル			タービン形機関の動作、Ottoサイクルの熱効率について理解する。（学習シート5）
6 回	(2) Diesel サイクル 　(3) Sabate サイクル 　(4) Brayton-Joule サイクル			Diesel,Sabate,Brayton-Jouleの各サイクルの熱効率について理解する。（学習シート6）
7 回	(5) Rankine サイクル 　(6) 各サイクルの比較			Rankine サイクルの熱効率について理解し、これまでに学んだ(1)〜(3)のサイクルの熱効率を比較し比較することの意味を理解する。（学習シート7）
8 回	中間試験			熱機関の分類に関する語句説明問題、冷凍サイクルや各熱機関のサイクルに関する問題を主に出題する。
9 回	試験答案返却および解答			中間試験の採点済み解答の返却を行い、答え合わせを行う。
10 回	8.5　熱機関の性能解析1 　(1) 図示出力と線図係数 　(2) 正味出力と機械効率			熱機関の性能解析を行う際に必要な項目について理解する。（学習シート8）
11 回	(3) 出力の測定 　(4) 熱勘定			熱機関における出力の測定および算出について理解する。（学習シート9）
12 回	8.6　火花点火機関における燃焼			火花機関における正常燃焼および異常燃焼を理解する。（学習シート10）
13 回	8.7　圧縮着火機関における燃焼			圧縮着火機関における燃焼を理解する。（学習シート12）
14 回	8.8 燃料			内燃機関で用いる燃料について理解する。（学習シート13）
	期末試験			それぞれの機関における燃焼に関する語句説明問題、熱機関の性能解析に関する計算問題、熱力学全体に関する計算問題。
15 回	答案返却など			期末試験の採点済み解答の返却を行い、答え合わせを行う。その後この1年半の熱力学の総括を行う。
【到達目標】	現在用いられている熱機関の構造・原理などの理解を通して、現在私たちの生活を便利にしている熱機関に対する問題点などを認識する。
【徳山高専学習・教育目標】		C1			【JABEE基準1(1)】			d-2a
【評価法】	(前期中間試験+前期末試験×2)/3を全体評価の90%とする。 残りの10%については、演習に対して総合評価に付加する。 各試験、学習シートおよびび自学・自習問題の評価方法は授業中に説明する
【テキスト】	教科書：丸茂栄佑・木元恭司 共著「工業熱力学」コロナ社 参考書：一色尚次・北山直方 共著「わかりやすい熱力学」SI版　森北出版株式会社 　　　　田坂秀紀・佐藤忠数 共著「内燃機関」　森北出版株式会社など
【関連科目】	ME1機械の基礎、ME1技術発達史論、ME3機構学、ME3水力学I、ME4水力学II、ME4熱力学、ME5流体力学、MC2熱流体工学