| 科 目 | 熱機関論 ( Theory of Heat Engine ) | |||
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| 担当教員 | 橋本 英樹 准教授 | |||
| 対象学年等 | 機械システム工学専攻・1年・前期・選択・2単位 | |||
| 学習・教育 目標 |
A4-AM2(100%) | |||
| 授業の概要 と方針 |
熱エネルギーを動力に変換する熱機関に関して，熱力学の基礎事項を理解し，理論サイクルとの関係ならびに性能に関する物理・化学過程について理解を深める．理解を深めるため毎回演習をおこなう．工業英語によるコミュニケーション基礎能力をつけるため，配布プリントは英文とする． | |||
| 到 達 目 標 |
1 | 【A4-AM2】 熱工学の基本事項（熱力学法則・エンタルピー・エントロピー等）を理解して，その応用技術について考察できる思考力をつける． | 2 | 【A4-AM2】 熱機関の種類による熱エネルギーの変換技術を理解する． | 3 | 【A4-AM2】 熱機関内で起こりうる気体流動現象を熱力学の理論から導き，現象を理解する． | 4 | 【A4-AM2】 熱機関における気体流動現象での化学的・物理的過程の理解する． | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 評 価 方 法 と 基 準 |
到 達 目 標 毎 |
1 | 熱工学の基本事項およびその応用技術を理解して，考察できる思考力をつけているか小テスト・中間・定期試験とレポートから評価する． | |
| 2 | 熱エネルギーの変換技術（各種熱サイクル）を理解しているかを，小テスト・中間・定期試験とレポートから評価する． | |||
| 3 | 熱機関内での気体流動現象を理解しているかを．小テスト・中間・定期試験とレポートから評価する． | |||
| 4 | 気体流動の分子運動および化学反応を理解しているかを小テスト・中間・定期試験とレポートから評価する． | |||
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| 総 合 評 価 |
成績は，試験80% レポート10% 小テスト10% として評価する．100点満点で60点以上を合格とする． | |||
| テキスト | 「熱力学」：高城他(大阪大学出版会） プリント（英文） |
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| 参考書 | 「THERMO-DYNAMICS 」：J. F. Lee and F. W. Sears (Addison-Wesley) | |||
| 関連科目 | 工業熱力学（4・5年），エネルギー変換工学，熱・物質移動論，流体工学（4・5年） | |||
| 履修上の 注意事項 |
4・5年での工業熱力学及びエネルギ変換工学を基礎に，熱力学を理解して，熱機関でのサイクル論および気体流動現象を理解する． | |||
| 週 | 上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など） |
|---|---|
| 1 | 熱力学の基礎事項 |
| 流れ(flow)・圧力(pressure)・温度(temperature)と状態量（properties)・熱平衡(thermodynamics equilibrium ) 相変化(phase change)の理解 | |
| 2 | 熱力学第1法則 |
| 熱力学第1法則(The first law of thermodynamics)熱(heat)と仕事(work)の関係 | |
| 3 | 理想気体の状態式 |
| 理想気体の状態式(equation of state for ideal gas)・状態変化(change of states)と気体の分子運動論(kinetic theory of gas)の関係 | |
| 4 | 熱力学第2法則 |
| 熱力学第2法則(The second law of themodynamics)とエントロピ(entropy)の関係とカルノーサイクル(Carnot cycle)の理解 | |
| 5 | 蒸気の性質・状態変化とエクセルギー |
| エクセルギー(exergy)の定義，蒸気の性質(characteristics of steam)・状態変化(change of states)と有効エネルギー(avalable energy)の理解 | |
| 6 | 燃焼と蒸気原動所サイクルシステム |
| 反応(combustion reaction)とランキンサイクル(Vapor Power Cycle System (Rankine cycle))の関連 | |
| 7 | 冷凍サイクル |
| 冷凍機プロセスと熱システム(Refrigeration Process)の理解 | |
| 8 | ガス動力サイクル（1） |
| 内燃機関のサイクル論(Analysis of Internal Combustion Engine Process)オットーサイクル(Otto cycle)の理解 | |
| 9 | ガス動力サイクル（2） |
| ディーゼルサイクル(Internal Combustion Engine Process(Diesel cycle))の理解 | |
| 10 | 中間試験 |
| 熱力学に関する基礎知識の理解度を調べる． | |
| 11 | 中間試験の解答・解説 |
| 中間試験の解答と解説を行う．また，上記中間試験までの学習内容について復習する． | |
| 12 | ガス動力サイクル（3） |
| ガスタービンサイクル(Gas turbine Cycle(Brayton cycle))の理解 | |
| 13 | 熱機関内での気体流動現象（1） |
| 流体の動力学(Dynamics of fluid flow)と流体の特性(Characteristics of fluid flow)関連 | |
| 14 | 熱機関内での気体流動現象（2） |
| 音速(Sonic velocity・超音速(Super sonic)とマッハ数(Mach number)の理解 | |
| 15 | 熱機関内での気体流動現象（3） |
| 衝撃波(Shock Wave）の特性(property)及び現象(Phenomena)の理解 | |
| 備 考 |
本科目の修得には，30 時間の授業の受講と 60 時間の自己学習が必要である． 前期中間試験および前期定期試験を実施する．状況に応じて再試験を実施する |