2021年度学院等開講科目工学院システム制御系

熱エネルギー変換学

開講元: システム制御系
担当教員: 佐藤進
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (S516) / 金3-4 (S516)
クラス: -
科目コード: SCE.S306
単位数: 200
開講時期: 2021年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義は，熱機関サイクル（レシプロエンジン，ガスタービンエンジン，ボイラ，蒸気タービンなど），性能とその制御，コジェネレーションシステム，着火と燃焼反応，クリーン燃焼と環境保全について説明する。またターボ式流体機構の理論，翼素理論，キャビテーションなど熱エネルギー変換に関係する流体の理論と現象について講義するものである。
講義のねらいは，火花点火エンジンと圧縮点火エンジン（ディーゼルエンジン）およびガスタービンエンジンの基礎と応用について理解することと，タービンやコンプレッサなど流体機械におけるエネルギー変換の基礎について理解することである。

到達目標

熱機関サイクルの理解
熱機関の性能に関する基本的知識
熱エネルギー変換に関わる流体理論の理解

実務経験のある教員等による授業科目等

実務経験と講義内容との関連 (又は実践的教育内容)

本講義は，担当教員が自動車系の研究所勤務時に自動車用エンジン・車両の排出ガス・燃費試験に従事していた経験を活かし，受講⽣に対して基礎的な熱力学・流体力学の知識を与えるだけでなく，実際のエンジン・車両における実例を示しながら教育を行う。

キーワード

熱機関サイクル，燃焼，排気，流体機械

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義の中で随時演習問題や基本式の導出をしてもらいます。最後に期末試験を実施します。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	ガスタービンエンジンの基本サイクル	ブレイトンサイクルとその熱効率
第2回	ガスタービンエンジンの実際	ガスタービンエンジンの出力，性能，排気
第3回	レシプロエンジンの基本サイクル	オットーサイクルとディーゼルサイクルの熱効率
第4回	実際のエンジンの熱効率	熱物性値の変化，熱損失
第5回	エンジンの出力向上	吸入空気量を増加させる方法，急速燃焼法
第6回	火花点火エンジンの燃焼と性能	乱流燃焼，熱発生率の計算
第7回	火花点火エンジンの排気対策	運転パラメータ，EGR，触媒
第8回	圧縮着火エンジン（ディーゼルエンジン）の燃焼と性能	燃料噴霧の性質，拡散燃焼
第9回	圧縮着火エンジン排気対策	高圧燃料噴射，高過給，EGR，触媒
第10回	燃焼反応の基礎	反応速度方程式，アレニウスの式
第11回	自動車の排出ガス問題	自動車排気に起因する大気環境汚染問題
第12回	エネルギ基礎関係式	エネルギ変換に関係する基礎式
第13回	ターボ式流体機構	ターボ式流体機構の構造と基礎式
第14回	翼素理論，キャビテーション	一般運動量理論と翼素理論，キャビテーションの基本
第15回	圧縮機械	圧縮機械の構造と基礎式

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

なし

参考書、講義資料等

参考書なし。講義資料を随時配布。

成績評価の方法及び基準

レポート提出による出席点（5%），期末に実施する筆記試験（95%）

履修の条件・注意事項

設定しない。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

佐藤　進
sato.s.ay[at]m.titech.ac.jp
03-5734-2227

オフィスアワー

メールで事前予約すること。