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授業科目名
担当教員
伝熱工学
鳥山 孝司
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TME216 2 ME,D 2 後期 III
[概要]
身の回りに生じている熱移動現象(熱伝導、対流熱伝達、熱放射)の基礎を理解する。
室内の暖房、冷房、自動車・バイクのフィン、伝熱配管、建築の断熱材、太陽熱パネルなど生活に密着した実例を挙げながら熱移動が、熱交換、エネルギー評価に如何にかかわっているかを実感する。
[具体的な達成目標]
機械工学の基礎の一つとして、熱移動の下記の基本的課題についての理解と問題解決する能力を身につけることを目標とする。
(1)熱伝導のフーリエの法則、対流熱伝達のニュートンの冷却則、熱放射のステファン・ボルツマン則から簡単な伝熱量計算ができる。
(2)熱伝導方程式の導出及び簡単な問題に適用して温度分布が求められる。
(3)対流に関係して質量、運動量、エネルギーの保存の理解し、簡単な流路内や外部流れの熱輸送量等を求められる。
(4)熱放射による表面エネルギー交換量を求められる。
[必要知識・準備]
「基礎教育」部門の中の「数学」、「基礎物理学」、「微分方程式」について基礎知識を習得しておくこと。さらに基礎工学の中の「熱力学」の修得及び「流体力学I」を受講して学習していることが望ましい。具体的内容を下記に示す。
(1)微分、積分の定義と意味。
(2)ベクトルの意味、力学。
(3)温度、熱力学第1法則(エネルギー保存)。
(4)流れの初歩。
(5)簡単な微分方程式を解く。

本科目に引き続き「エネルギー変換学」が開講されている。これを履修することを前提として本科目の単位を修得することが望ましい。
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 30  %基礎を理解する 
2試験:中間期 40  %基礎を理解する(中間は2回、それぞれ20%) 
3小テスト/レポート 30  %演習問題を自分で解く 
[教科書]
  1. 日本機械学会, JSMEテキストシリーズ 伝熱工学, 丸善, ISBN:978-4888981200
[参考書]
(未登録)
[講義項目]
 1.講義の目標と概要、熱輸送とその様式
 2.黒体、プランクの法則、ステファンボルツマンの法則、キルヒホフの法則
 3.放射強度、形態係数、表面間のエネルギー交換
 4.中間評価1と課題解説
 5.熱伝導熱伝導方程式の導出および境界条件
 6.定常熱伝導
 7.1次元非定常熱伝導
 8.フィンの熱伝導
 9.中間評価2と課題解説
10.熱流体の基礎方程式
11.層流強制対流熱伝達(外部流について)
12.層流強制対流熱伝達(内部流について)
13.乱流強制対流熱伝達
14.自然対流熱伝達
15.総括評価・まとめ
[教育方法]
・20分程度の音声付きの予習用資料による予習学習があり、それをノートにまとめて持参する。そのノートのみ参照可として講義開始時に確認テストを行う。
・プロジェクターによる視覚教材を利用すると共に、項目毎に例題を示して理解を促す。
・演習時間を設け、講義や例題で身に付けた知識の応用力を養う。
・テキストの各章が終了する毎に演習問題のレポートを課し理解を助ける。
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
オフィスアワー:講義終了後、月曜日第4時限