1. |
授業の概要(ねらい) |
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序論、熱伝導と熱伝導方程式、定常熱伝導、非定常熱伝導、強制対流熱伝達、自然対流熱伝達、熱放射、放射伝熱について解説します。
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2. |
授業の到達目標 |
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機械工学において伝熱学は基本の一つであり、熱を効率的に伝達したり、あるいは逆に熱伝達を抑制するために重要な役割を担っています。航空宇宙工学においても、高速飛行に伴う空力加熱、ジェットエンジン燃焼器やタービン翼・ディスクの冷却、ロケットエンジンにおける燃焼熱負荷と冷却、衛星本体の熱環境制御等伝熱学に関わる分野は数多くあります。本講義では伝熱の基本形態である、熱伝導、熱伝達、熱放射について取り扱いますが、伝熱に関する基本的な概念の把握に努めましょう。
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3. |
成績評価の方法および基準 |
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期末試験の結果により評価します。
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4. |
教科書・参考書 |
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相原利雄著、エスプレッソ『伝熱工学』、裳華房
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5. |
準備学修の内容 |
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伝熱工学の内容で対流熱伝達に関する部分は、流体力学の粘性流れや境界層流れが基礎になっています。
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6. |
その他履修上の注意事項 |
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ノートを取るだけでなく、物理的イメージが持てるまで教科書を繰り返し読んでください。何がわからないかをはっきりさせ、参考書の利用や質問などにより、分からないところを減らしていく努力をしてください。 参考書:日本機械学会偏、JSMEテキストシリーズ 「伝熱工学」
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7. |
各回の授業内容 |
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【第1回】 |
伝熱学の基礎(熱と温度、内部エネルギー、熱力学の第2法則、伝熱の基本形態) |
【第2回】 |
熱伝導(フーリエの法則、熱伝導率) |
【第3回】 |
熱伝導方程式、熱伝導率、温度伝導率、熱伝導率測定法 |
【第4回】 |
定常熱伝導(一次元熱伝導、多層平板、円筒および球の半径流熱伝導) |
【第5回】 |
定常熱伝導(熱抵抗、熱通過率) |
【第6回】 |
定常熱伝導(拡大伝熱面、フィン) |
【第7回】 |
定常熱伝導(二次元熱伝導、フーリエ級数、形状係数) |
【第8回】 |
非定常熱伝達(一次元非定常熱伝導、ハイスラー線図) |
【第9回】 |
強制対流熱伝達(層流強制対流熱伝達) |
【第10回】 |
強制対流熱伝達(乱流強制対流熱伝達) |
【第11回】 |
自然対流熱伝達(層流自然対流熱伝達) |
【第12回】 |
放射熱伝達(黒体放射) |
【第13回】 |
放射熱伝達(灰色体) |
【第14回】 |
放射熱伝達(灰色体系の熱伝達) |
【第15回】 |
テスト・まとめ |
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