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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 物理工学科 流体熱工学(原)

流体熱工学(原)

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科目ナンバリング
  • U-ENG25 35152 LJ71
  • U-ENG25 35152 LJ77
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 月2
教員
  • 横峯 健彦(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 この講義では熱放射、定常および非定常熱伝導、対流伝熱(層流および乱流)、相変化(沸騰、凝縮)などを中心に伝熱現象のメカニズムの物理的理解と数値解析を通して、熱流体工学の基礎理論と応用を学習する。特に、代表的なエネルギー変換機器である原子炉における熱流体現象を安全工学の観点を含めつつ講述する。
到達目標 熱と流体の関連性について、力学的・熱力学的考察を進めつつ、伝熱工学に関する基礎知識を習得するとともに、問題解決能力を涵養する。
授業計画と内容 1回 「伝熱基礎,伝熱とは何か」伝熱形態(熱放射、熱伝導、対流伝熱)の概要、熱物性値(熱伝導率、動粘度)について講述する。
2回 「熱放射」単色射出能と全射出能、黒体放射、射出率、吸収率、キルヒホッフの法則、ランバートの全弦則、相反定理について講述する。
3~4回 「熱伝導」熱伝導のメカニズム、熱伝導方程式、定常および非定常熱伝導問題とその解析的、数値的解法ならびに原子炉における熱伝導などを講述する。
5~8回 「対流伝熱」強制対流および自然対流の熱伝達を支配する基礎方程式、境界層(層流、乱流)の特性、相似則などについて講述する。時間があれば、原子炉燃料集合体における対流伝熱や液体金属を対象としたMHD流れにおける対流伝熱についても言及する。
9回 「伝熱促進・制御」工業的・工学的に有用な伝熱促進技術や伝熱制御の試みなどについて最新のトピックスなどを取り上げ、解説する。
10~14回 「沸騰熱伝達」気液二相流の基礎的性質、沸騰曲線、核沸騰、遷移沸騰、膜沸騰、蒸発を伴う液膜流による対流伝熱、バーンアウト、クエンチングなどの伝熱機構についての理論と構成方程式および応用について講述する。特に流動沸騰系については、気液二相流動・熱伝達の基礎及び原子炉炉心における熱流動特性の実際例についても講述する。
15回 フィードバック講義
成績評価の方法・観点 原則定期試験成績で評価する。平常点、レポート内容は30点を最大に定期試験成績に加点する。ただし定期試験成績は100点を超えない。
履修要件 この講義に先立って熱力学、流体力学、エネルギー変換工学を履修しておくことが望ましい。
授業外学習(予習・復習)等 復習のために必要に応じてレポートを課す。
教科書
  • 特に用いない。
参考書等
  • 伝熱概論 甲藤好郎著 (養賢堂) 第33版:2002.1 ISBN 4-8425-0172-3