2025年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院応用化学系応用化学コース

エネルギー操作特論

開講元: 応用化学コース
担当教員: 関口秀俊
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月3-4 (S2-202(S223)) / 木1-2 (S2-202(S223))
クラス: -
科目コード: CAP.C421
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年4月2日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では，エネルギープロセスやエネルギー操作について，その評価，高効率化について説明します。熱移動の基礎的項目をもとに，様々なプロセスの評価方法とそのプロセスにおける熱移動量の最適化について学習します。講義の終盤では，化学反応・相変化などの現象が起こる系でのエネルギープロセスについても取り上げます。
様々なエネルギープロセスやエネルギー操作に対して熱力学や伝熱機構等の理論的解析を行いながら，その評価法とそれらにおけるエネルギーの有効利用や高効率化の方策の修得をねらいとします。

到達目標

化学工学が対象とするエネルギー操作の主眼は，エネルギーの有効利用と高効率化であり，熱力学や伝熱機構等の理論的解析をもとに，エネルギーの有効利用と高効率化のための方法論を理解することを到達目標とします。

キーワード

エネルギープロセス, 評価と高効率化、エネルギー変換

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

講義の前半は内容の説明で，後半には，その日の講義内容に関する演習問題に取り組んでもらいます．各回の授業スケジュールを各自確認し，課題を予習・復習で行って下さい．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	熱移動の基礎	熱移動の基礎を理解できる。
第2回	エネルギー方程式と熱伝導の基礎	エネルギー方程式yや熱伝導の基本を理解できる。
第3回	伝熱操作の最適化（熱伝導）（１）	エネルギー方程式を用いて、熱伝導を解析でき、熱伝導による熱移動の最適化を設計できる。
第4回	伝熱操作の最適化（熱伝導）（２）フィンと境界条件	エネルギー方程式を用いて、フィンの最適化ができる。
第5回	非定常熱伝導	非定常熱伝導を理解できる。
第6回	エネルギー方程式と対流伝熱	エネルギー方程式を用いて、対流伝熱を解析できる。
第7回	境界層流れ	境界層流れでの強制対流伝熱を理解できる。
第8回	境界層流れと円管内流れ(2)	円管内流れにおける熱移動量を推算できる。
第9回	伝熱操作の最適化（対流伝熱）	伝導伝熱や対流伝熱による熱移動を理解し、熱移動量を推算できる。
第10回	放射伝熱の基礎	放射伝熱の基礎を理解できる。
第11回	灰色体間や高温ガスの放射伝熱	灰色体間の放射伝熱量を推算できる。
第12回	エクセルギー	エクセルギーの考え方を理解できる。
第13回	エネルギー変換プロセスとその評価	エネルギー変換プロセスを評価できる。
第14回	総括および演習解説	エネルギーの有効利用と高効率化のための方法論を理解できる。

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

特に指定しません。授業で使用する資料を事前にT2SCHOLAにより配信する．

参考書、講義資料等

吉川史郎著『ベーシック移動現象論』化学同人 ISBN-13: 978-4759815917，伝熱工学というタイトルのついた書籍全般。また、適宜、資料を配付する。

成績評価の方法及び基準

エネルギープロセスやエネルギー操作におけるエネルギーの有効利用と高効率化のための方法論の理解度を評価します。成績評価は講義中に出題する課題・演習および課題レポートによって行います。

履修の条件・注意事項

履修条件は特に設けないが，関連する科目を履修していることが望ましい．