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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
 本講義は、機械工学専攻のカリキュラム・ポリシーに従い、高度な専門知識を身につける科目として開講している。
 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、熱伝導問題の解が導出される過程を理解することと界面を伝わる波の性質を理解することを到達目標とします。
 
授業内容 Course Content
 講義は、3つの分野に大別できる。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、主に熱伝導論である。熱伝導は、線形な偏微分方程式に支配されるのが普通で、解析的な手法を中心に解説する。熱伝導の逆問題は,温度や伝熱の計測において重要になる手法である。.最後に沸騰伝熱の概要について解説する。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。
 
授業計画 Course Planning
第一部 温度計測(5回)
(1)シラバスの記載事項についての確認、温度目盛
(2)放射の法則と非接触式温度計(以上第1回)
(3)接触式温度計の種類と測定原理(2回)
 3.1 測温抵抗体,3.2 熱電対,3.3 熱電対の等価回路
(4)接触式温度計の誤差(2回)
 4.1 誤差要因の概説,4.2 熱伝導誤差,4.3 放射誤差,4.4 応答性誤差
第二部 スターリングサイクル(4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と相似なエンジン
(4)パルス管冷凍機の熱汲み上げ機構(エンタルピ流)
(5)スターリングエンジンの最適化の考え方
第三部 伝熱のトピックス(6回)
(1)断熱(1回)
 1.1 断熱材限界厚さ 1.2 希薄気体の熱伝導 1.3 真空断熱
(2)非定常熱伝導(1.5回)
 2.1 半無限体 2.2 有限厚さの1次元物体 2.3 直方体
(3)沸騰伝熱(3.5回)
 3.1 表面張力および沸騰伝熱の概要 3.2 レーリー・テーラーの不安定 3.3 ケルビン・ヘルムホルツ不安定 3.4 限界熱流束モデル

 
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

 
 
 
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