物質 化学工学Ⅰ 4年・通年・選択・学修2単位
担当教員 ルイス グスマン 連絡先 
講義の概要 ものづくりには緻密なプロセス(過程)とデザイン(設計)が不可欠であることを、種々の単位操作計算や作図を通して学ぶ。将来の(化学)技術者になるためには、装置や機械の原理を理解するとともに、効率だけではなく安全の観点からも必要がある。ここではそれらに必要な基本事項を例題や演習等を通して具体的に習得する。
到達目標 1.単位換算、物質収支、エネルギー収支等について演算・計算力をつける。
2.工業プロセスにおける単位操作・装置設計に必要な基礎データの解釈と正当な評価を行う。
3.省資源・省エネ・環境保全、安全操作の観点から、プロセスの構成や装置の構造等を理解する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 化学工学受講上の10カ条 化学工学体系の特徴、ノートの取り方、計算問題の解き方。  
第2週 化学工場の特徴と技術者 化学工場の構成・特徴、プロセスとプラント、単位操作等の概要。   
第3週 化学工学の役割(化学技術者としての基本能力) プラントの計画・設計・建設・運転・保全についての概念。  
第4週 単位換算(SI単位系)(単位で数値が生きる) SI単位と非SI単位の換算、有効数字に関する演習。  
第5週 物質の流れと物質収支(2大法則) 質量保存とエネルギー保存の法則を使った計算。  
第6週 物理的プロセスの物質収支(方程式) 分離・混合・向流・循環などの物理的プロセスにおける物質収支の計算。  
第7週 (中間試験)  
第8週 試験問題の解答  
第9週 化学反応を伴うプロセスの物質収支(1) 反応プロセスの特徴およびその物質収支に関する計算(1)。  
第10週 化学反応を伴うプロセスの物質収支(2)  反応プロセスの特徴およびその物質収支に関する計算(2)。  
第11週 エネルギー収支(エネルギー保存則) 機械的エネルギーおよび熱エネルギーの収支計算。  
第12週 液体の取り扱い(液体を貯める・移す) 貯槽・ポンプ・撹拌、腐食・防食についての特徴・問題点。  
第13週 気体の取り扱い(気体を貯める・移す・測る) 気体貯槽、圧力測定、送風機・圧縮機・真空ポンプの原理。  
第14週 まとめと演習(管内の液体・気体の流れ) 問題集の利用。  
第15週 (期末試験)  
第16週 試験問題の解答・総復習  
後期 第1週 管内の流体の流れ(流体輸送・動力の算出法) 管径と流速・レイノルズ数・エネルギー損失・動力との関係。流量測定法。  
第2週 固体と粉体(粉体の物性と測定法・粒径分布) 粉体の特性。ふるい分析法の原理。粒径とその分布図の作成。  
第3週 粉砕と混合(平均粒径の統計的算出法)  粉体で重要な平均粒径および比表面積の計算。  
第4週 粉体の分離(固体・液体・気体間の機械的分離法) 沈降・分級・沈殿濃縮・遠心沈降分離・ろ過・集塵の各原理。  
第5週 まとめと演習(粉体全般) 問題集の利用。  
第6週 化学工業と熱(水蒸気の力) 熱の発生と有効利用・水蒸気のエンタルピー等の計算。  
第7週 (中間試験)  
第8週 試験問題の解答・温度測定 各種温度計と各種熱電対の種類と原理・構造。  
第9週 熱交換器(熱を伝える方式) 熱交換器の流量と温度の関係,伝熱機構と伝熱速度の関係。  
第10週 伝導伝熱(固体壁間の熱の伝わり方) フーリエの法則と熱伝導度の関係。  
第11週 対流伝熱(流体間の熱の伝わり方) 境膜伝熱係数・総括伝熱係数・対数平均温度差・有効温度差。  
第12週 放射(輻射)伝熱(高温での熱の伝わり方) 高温物体からの熱放射(輻射)、ステファンボルツマンの法則等。  
第13週 伝熱の計算演習(各種伝熱速度・熱損失) 熱伝導・対流・熱輻射のまとめ。各種熱流量の算出。  
第14週 まとめと演習 伝熱速度(熱損失)から求める熱交換器の設計。  
第15週 (期末試験)  
第16週 試験問題の解答・総復習  
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:藤田重文 他監修「化学工学」(実教出版)、市原・他共著 「化学工学の計算法」(東京電機大学出版局)
参考書:岡田 功「化学工学」(東京電機大出版局)、大竹伝雄著「化学工学概論」(丸善)など、いずれも大学初年度用を準備されたい。 
評価方法及び
合格基準
成績の評価は、定期試験の成績80%、および小テスト・課題・宿題の成績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
この科目は化学工業における単位操作を学びますが、物理や物理化学の基礎をしっかり習得しておくことが望ましい。ここで理論的背景、原理、計算の基礎などを理解する。授業の内容はプリントで配布しますが、授業で完成するように作成する。ノートのとり方が大切である。演習があり、電卓を必ず携帯すること。宿題、小テストあり。予習・復習をしっかりやっておくこと。教科書や参考書の各章末の問題の解き方に早く慣れましょう。