伝熱工学（Ⅰ・Ⅱ）

科目名

伝熱工学（Ⅰ･Ⅱ）

JABEE科目

科目CODE

085

学年・学科等名	第5学年　機械工学科	担当教員	江頭竜(8010)
単位数・期間	２単位　前期（Ⅰ）・後期（Ⅱ）	総時間数	90時間(含：自学自習・中間試験)
教科書名	伝熱工学（関信弘編、森北出版）
補助教材	プリント等適宜使用
参　　考　　書	ホルマン著「伝熱工学」（森北出版）、ギート著「基礎伝熱工学」（丸善出版）

A 教育目標

　熱伝導、対流、熱ふく射などの伝熱の基本概念を深く理解し、工業上重要である各種の伝熱機器を設計するうえで必要な基礎的問題について計算による扱いができることを目標とする。

B 概要　

伝熱（熱移動）の基本的形態である熱伝導、対流、熱ふく射の各現象について、そのメカニズム、数式的取扱い、関連の実際問題へのアプローチを行なう。

C　本校の教育目標及び「環境・生産システム工学」教育プログラムによる学習・教育目標との対応

本校の教育目標

教育プログラム科目区分

学習・教育目標との対応（JABEE基準: c, d）

３

基礎工学科目

力学系

A-2

（10％）

D-1

（50％）

D-2

（40％）

D 学習上の留意点

実際の複雑な伝熱現象を基本的な問題へと抽象化し、個々の問題を掘り下げることによって全体が理解できるその方法・過程に留意する。伝熱表示式、線図、データがどのようにして作られ、それらをどのように用いるかに留意する。自ら多くの演習に取り組み、自然、生活、産業、環境などと伝熱工学との関係についても考えるようにつとめる。伝熱工学は応用専門的な内容を含むものであり、自学自習により、講義内容を越えて知識の習得拡大を意図するよう期待される。

E 評価方法　　　前期（Ⅰ）及び後期（Ⅱ）併せて学年末に最終評価

定期試験4回（80％）、レポート（20％）

F 授業内容　　講義：前期（Ⅰ）30時間・後期（Ⅱ）30時間、自学自習30時間、総時間数90時間

授業項目	時間	内容例	教育プログラム
1　熱伝導
1．1　熱伝導の基本的性質	3	熱伝導のメカニズム、フーリエの法則を理解できる。	A-2
1．2　熱伝導の基礎式	3	熱伝導方程式を誘導できる（非定常,3次元,内部発熱等）。	D-1
1．3　定常熱伝導	5	平板（多層板）、2次元問題、円管、フィンの計算ができ、電気回路とのアナロジーの扱いを理解できる。	D-2
1．4　非定常熱伝導	3	変数分離法,ラプラス変換、ハイスラー線図の扱いができる。演習。
（前期中間試験）	2
2　強制対流
2．1強制対流の基本的事項	3	冷却の法則、境界層、熱伝達率の概念などを理解できる。	D-1
2．2　層流熱伝達	4	基礎式から熱伝達表示式を得る過程を理解し、計算できる。	D-2
2．3　乱流熱伝達	3	乱流の特性、コルバーンアナロジーの誘導を理解できる。
2．4　物体まわりの熱伝達	4	円柱・管群からの熱伝達を扱うことができる。演習。
（前期末試験）
3　自然対流
3．1　自然対流の基本概念	１	浮力、グラスホフ数、流れ場と温度場の関係を理解できる。	D-1
3．2　物体まわりの自然対流	5	垂直・水平・傾斜平板、垂直･水平円柱を扱うことができる。
3．3　密閉流体層	3	垂直･水平・傾斜流体層等の熱伝達を扱うことができる。
3．4　自然･強制共存対流	1	浮力と慣性の影響限界を理解できる。演習
4　熱ふく射
4．1　ふく射の性質と黒体	4	ふく射法則、ウイーン変位則等の基本的事項の理解。	D-1 D-2
4．2　実在物体のふく射	4	ふく射物性値・灰色体の扱いを理解できる。
（後期中間試験）	2
4．3　物体間のふく射伝熱	4	形態係数の扱い、電気回路とのアナロジー、ふく射遮蔽を理解できる。演習	D-1
5　熱交換器
5．1　基礎理論	2	温度効率、伝熱ユニット数の扱いができること。	A-2 D-1
5．2　各種熱交換器の特性	4	並流・向流型について基礎的計算ができること。熱交換器の種類を理解できる。演習	D-2
（学年末試験）
◆ 自学自習前期（Ⅰ）・課題によるレポート作成（5時間）・定期試験の準備（5時間）・予習復習（5時間）後期（Ⅱ）・課題によるレポート作成（5時間）・定期試験の準備（5時間）・予習復習（5時間）	30 （15）（15）	自学自習時間として，課題についてのレポート作成、日常の授業のための予習復習時間，定期試験の準備のための勉強時間を総合して30時間と考えている．

G 関連科目　熱力学、流体工学

旭川高専2007