タイトル

開講年度 開講学部等
2025 工学部
開講学期 曜日時限 授業形態 AL(アクティブ・ラーニング)ポイント
後期 金9~10 講義  
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
1062130450 伝熱工学[Fundamental of Heat Transfer] 日本語 2
担当教員(責任)[ローマ字表記] メディア授業
白石 僚也[SHIRAISHI Ryoya]
担当教員[ローマ字表記]
白石 僚也 [SHIRAISHI Ryoya]
特定科目区分   対象学生   対象年次 3~
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
伝熱現象の3形態である、熱伝導、熱伝達、熱放射の個々の特徴、支配式、利用に際する諸知識あるいは相互の関連性を享受し物理的基礎を示す。さらに輸送される熱の定量的見積もりに関する技量を習得するための演習をするとともに基礎知識の定着と展開を図る。

本講義は、大型船舶におけるエンジンの運転・検査の実務経験を有する教員が担当する。
実務経験を活かし、実際の熱交換器などの設計に伝熱工学がどのように役立つか具体例を示しながら講義を行う。
授業の到達目標
・課題、問題ごとに得られた知識を応用できるか
・課題の解決のために知識、理解を深める努力をしているか
思考・判断の観点 ・与えられた条件に必要な式、パラメータの選択、利用が適切にできるか
・どの物理用をどこに使うかの基礎的判断ができるか
関心・意欲の観点 ・熱機器がどのような構造になっているかの分析力があるか
・問題解決の筋道を構築できるか
態度の観点 物理量個々の関連性の理解
技能・表現の観点 ・法則定義の理解とその利用が適切にできるか
・式の使用、グラフ・表の使用、基礎物理量の換算など
授業計画
【全体】
教科書に沿って講義を行う。各回の講義は、教員が教科書に沿って内容の説明を行い、その後学生が演習問題を解くという形である。また、課題でも演習問題を解くことで理解を深める。
理解度について、中間テスト・期末テストで確認し、評価を行う。また、評価には課題も含まれる。

担当形態:単独
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 伝熱工学概論 熱力学と伝熱工学, 伝熱の基本3形態 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第2回 定常熱伝導(1)熱伝導の基礎式 熱伝導の基礎式. フーリエ則. 平板, 多層板の問題. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第3回 定常熱伝導(2)熱伝導の基礎式 熱伝導の基礎式. 数値計算を用いた解法. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第4回 非定常熱伝導(1)非定常熱伝導の方程式 非定常熱伝導の方程式. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第5回 非定常熱伝導(2)種々の場合の問題 平板, 半無限固体, 熱容量の小さい物体の問題. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第6回 非定常熱伝導(3)種々の場合の問題 二次元, 三次元の問題. 固体の熱伝導率の測定. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第7回 復習・演習 1〜6週の内容について, 演習を通して復習する. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第8回 中間試験 1〜7週の内容について試験する. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第9回 強制対流熱伝達(1)熱伝達の解析的手法 熱伝達の解析的手法. 熱伝達と流れの関係. 境界層. 無次元量. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第10回 強制対流熱伝達(2)具体的問題 具体的問題. (平板, 管内, 円柱) 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第11回 強制対流熱伝達(3)熱交換器 フィン. 熱交換器. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第12回 自然対流熱伝達 基礎式. グラスホフ数. 平板・円管の問題 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第13回 放射熱伝達(1) 放射について. 黒体放射. ステファン-ボルツマンの式 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第14回 放射熱伝達(2) 黒体間の放射熱伝達の問題. 放射率 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第15回 復習・演習 9〜14回の内容について、演習を通して復習する. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
第16回 期末試験 9〜15回の内容について試験する. 授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。
※AL(アクティブ・ラーニング)欄に関する注
・授業全体で、AL(アクティブ・ラーニング)が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A:グループワーク】、【B:ディスカッション・ディベート】、【C:フィールドワーク(実験・実習、演習を含む)】、【D:プレゼンテーション】
A: --% B: --% C: --% D: --%
成績評価法
課題、中間試験、期末試験で評価します。
課題 30 %, 中間試験 35%, 期末試験35%
教科書にかかわる情報
教科書 書名 伝熱工学 (第2版) ISBN 9784627605428
著者名 田坂英紀 出版社 森北出版 出版年
備考
なし
参考書にかかわる情報
参考書 書名 JSMEテキストシリーズ 伝熱工学 ISBN 9784888981200
著者名 日本機械学会 出版社 丸善出版 出版年
参考書 書名 例題で学ぶ伝熱工学 ISBN 9784627674219
著者名 小山敏行 出版社 森北出版 出版年
備考
なし
メッセージ
関数電卓持参のこと。与えられたテーマや関連項目を自分で調べて準備し、講義中に質問や発表をするという双方向の講義が成立することを目標とする。講義内容の理解を深めるため演習を行う。
キーワード
伝熱、移動3形態、熱伝導、熱伝達、熱放射、フーリエ則、ニュートン則、
ステファン・ボルツマン則、熱通過係数、強制対流、自然対流、熱伝達率

実務家教員
持続可能な開発目標(SDGs)

  • エネルギーをみんなに そしてクリーンに
  • 産業と技術革新の基盤をつくろう
  • 気候変動に具体的な対策を
(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。
(インフラ、産業化、イノベーション)強靱(レジリエント)なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。
(気候変動)気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる。
関連科目
工業熱力学Ⅰ、Ⅱ、流体力学Ⅰ、偏微分方程式、数値解析
履修条件
大学2年生までの物理・数学の知識, 熱力学I, Ⅱ・流体力学I の知識を必要とする。
連絡先
白石 僚也 (しらいし りょうや)
TEL: 0836-85-9108 (内線 9108)
E-mail: shiraishi@yamaguchi-u.ac.jp
居室: 機械・社建棟 5階 B509
オフィスアワー
月曜日16:00-17:00

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