機械 熱工学Ⅱ 5年・通年・選択・学修2単位
担当教員 小堀 繁治 連絡先 
講義の概要  熱は自然状態で温度差さえあれば高温物質から低温物質へと伝わる.これは熱力学の第2法則である.工業熱力学では熱と仕事間の変換関係を扱い,熱の伝わる速さは議論しなかったが,伝熱学ではこの速さを扱う.しかし,この速さは流体が関係する場合,その流れ具合で熱の伝わりやすさが変化する.更に熱は,何もない空間を光の速さで伝わることもある.この知識を工業的あるいは実用的に応用するために整えたのが伝熱工学である.
到達目標 1.熱伝導,熱伝導の支配方程式を理解する
2.対流熱伝達および相変化を伴う熱伝達を理解する.
3.熱放射を理解する.
4.物質伝達を理解する.
5.熱通過率および熱交換器を理解する.
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 伝熱工学の概要 伝熱の3形式を中心に伝熱工学の概要について理解する.  
第2週 熱伝導 フーリエの法則,熱伝導率,および1次元定常熱伝導を理解する.  
第3週 熱伝導の支配方程式(1) 1次元熱伝導方程式を理解する.  
第4週 熱伝導の支配方程式(2) 2次元熱伝導,1次元非定常熱伝導を理解する.  
第5週 熱伝導の支配方程式(3) 3次元非定常熱伝導を理解する.  
第6週 対流熱伝達 熱伝達率,ヌッセルト数について理解する.  
第7週 (中間試験) 中間試験を実施.  
第8週 強制対流熱伝達(1) 境界層流れの強制対流熱伝達を理解する.  
第9週 強制対流熱伝達(2) 内部流れの強制対流熱伝達を理解する.  
第10週 強制対流熱伝達(3) 外部流れの強制対流熱伝達を理解する.  
第11週 自然対流熱伝達および共存対流熱伝達 自然対流熱伝達および共存対流熱伝達を理解する.  
第12週 対流熱伝達の支配方程式(1) 層流現象と支配方程式を理解する.  
第13週 対流熱伝達の支配方程式(2) 乱流現象と支配方程式を理解する.  
第14週 対流熱伝達の支配方程式(3) 自然対流熱伝達の支配方程式を理解する.  
第15週 (期末試験) 期末試験を実施.  
第16週 総復習 前期の内容を復習する.  
後期 第1週 相変化を伴う熱伝達(1) プール沸騰熱伝達を理解する.  
第2週 相変化を伴う熱伝達(2) 強制対流沸騰熱伝達およびミスト冷却を理解する.  
第3週 相変化を伴う熱伝達(3) 凝集熱伝達を理解する.  
第4週 相変化を伴う熱伝達(4) 凝固熱伝達を理解する.  
第5週 熱放射(1) 熱放射の概要と黒体からの熱放射を理解する.  
第6週 熱放射(2) 灰色体からの熱放射を理解する.  
第7週 (中間試験) 中間試験を実施。  
第8週 熱放射(3) 2黒体表面間の熱放射による伝熱を理解する.  
第9週 熱放射(4) 2灰色体表面間の熱放射による伝熱,およびガス体や火炎からの熱放射を理解する.  
第10週 物質伝達 物質伝達現象を理解する.  
第11週 熱通過率(1) 平板壁を挟む熱通過および円管壁の熱通過を理解する.  
第12週 熱通過率(2) フィン付き伝熱壁を理解する。  
第13週 熱交換器(1) 熱交換器の種類および熱交換器の解析を理解する.  
第14週 熱交換器(2) 熱交換器の修正係数,効率,エクセルギー損失を理解する.  
第15週 (期末試験) 期末試験を実施.  
第16週 総復習 後期の内容を復習する.  
学習教育目標 A,Bに対応 達成項目本科イ)、ロ)に対応 JABEE
認定基準
(A-2),(B-1),(d)-(1)に対応
教科書・参考書 教科書:丸茂栄佑,矢尾匡永,牧野州英「伝熱工学」(コロナ社)
参考書:甲藤好郎「伝熱概論」(養賢堂)
評価方法及び
合格基準
成績の評価は、定期試験の成績80、レポートの成績20%で行い、合計の成績が60点以上の者を合格とする.
学生へのメッセージ、
予習・復習について
この科目は、熱移動の方程式を微分方程式の形で取り扱うので、4年次までに履修した《微分方程式》を十分復習しておくと良く理解できます。