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 授業科目
 Course Title
伝熱工学特論
Advanced Heat Transfer
 担当者
 Instructor
教授   原村 嘉彦  後学期 火曜日2時限
 単 位
 Credit
2

到達目標 Target to be Reached
 第一部では、熱電対による測定回路の等価回路を作成できること、第二部では、スターリングサイクルの熱力学を理解すること、第三部では、第四部では、いくつか説明する安定・不安定の判別方法の少なくとも1つを理解することを到達目標とします。ただし、第二部から第四部は、3つのうち2つの到達目標に到達できれば良しとします。
 
授業内容 Course Content
 講義は、大きく4つの分野に分かれる。第1は、温度計測である。工業的に、また実験室でよく用いられる接触式温度計を中心に、その測定原理と誤差の要因について解説する。第2は、スターリングサイクルである。熱音響現象も含め、スターリングサイクルによる熱と仕事の間の変換を解説する。第3は、熱伝導論である。熱伝導の沸騰伝熱とそれにまつわる流体力学的・熱的不安定問題である。沸騰は、火力・原子力による動力発生、加熱のための蒸気発生などに利用されているが、小さな温度差で大量の熱を伝えることができる伝熱形態であって、工業的に利用価値が高い。しかし、いくつかの不安定現象を伴うので、その理解が不可欠である。また、不安定現象を知り、これをモデル化する手法に接することは、熱工学を専攻しない学生にとっても有意義である。
 
授業計画 Course Planning
第一部 温度計測(5回)
(1)温度目盛
(2)放射の法則と非接触式温度計(以上第1回)
(2)接触式温度計の種類と測定原理(熱電対とその等価回路、抵抗温度計)(2回)
(3)接触式温度計の誤差(2回)
第二部 スターリングサイクル(3回)
(1)スターリングサイクル機器の構成と一般的性質(0.5回)
(2)スターリングサイクルの構成方程式(0.5回)
(3)スターリングサイクル構成方程式の無次元化
(4)パルス管冷凍機の熱汲み上げ機構(エンタルピ流)
第三部 熱伝導論(3回)
(1)基礎法則(0.5回)
(2)定常熱伝導(フィンを中心に)(1.5回)
(3)非定常熱伝導(半無限体,有限厚さの物体.各1回)
第四部 境界層理論(4回)
(1)境界層近似と境界層方程式
(2)平板に沿う流れ(以上1回)
(3)境界層のエネルギ方程式と層流熱伝達
(4)乱流とそれによる応力
(5)乱流モデル
 
授業運営 Course Management
 講義を中心に行う。
 
評価方法 Evaluation Method
 第一部に関する1題の必須問題と、合計数題の中から3題の選択問題に対するレポートで評価する。教科書は用いない。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
 月曜4限,木曜5限、23-509室。
 
使用書 Textbook (s)
適宜,資料を配付する.
参考書 Book (s) for Reference
西尾,河村,笠木,吉田『伝熱研究における温度測定法』[養賢堂]1985
Schlichting, H,Boundary-layer theory,6th ed.,McGraw-Hillde,1968

 
 
 
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