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年度 2020年度 開講部局 工学部
講義コード K7510030 科目区分 専門教育科目
授業科目名 基礎化学工学
授業科目名
(フリガナ)
キソカガクコウガク
英文授業科目名 Chemical Engineering Fundamentals
担当教員名 都留 稔了
担当教員名
(フリガナ)
ツル トシノリ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   後期   セメスター(後期)
曜日・時限・講義室 (後) 木3-4:工116
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義中心,板書多用 
単位 2 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 08 : 化学工学
対象学生 第三類,2年次生および過年度生
授業のキーワード 化学工学,プロセス,流動,伝熱,物質移動,実務経験 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
 第三類の学生を対象とした専門科目であるが,化学工学プログラムの学生に対しては学習・教育目標の「(C)化学および化学工学の基礎の確実な習得と応用力の養成 C2.化学工学基礎」に対応している。学習・教育目標の詳細については下記の化学工学講座ホームページ(関連URL1)を参照されたい。

 
到達度評価
の評価項目
応用化学プログラム
(知識・理解)
・教養教育と専門教育における幅広い基礎知識および化学に関する専門基礎知識
・応用化学に関する高度な専門知識
・基礎および専門知識に裏付けられた論理的思考に基づく構想力

化学工学プログラム
(能力・技能)
・化学および化学工学の基礎の確実な習得と応用力の養成(C2)化学工学基礎

生物工学プログラム
(知識・理解)
・生物工学及び生命科学の基礎および応用知識の修得(到達目標C・講義科目) 
授業の目標・概要等  本科目では,化学工学のみならず工学の広い分野で重要な基礎的概念である,流体の流動現象,熱の移動現象,物質の拡散現象の概念を修得し,これらの現象の定量的,数学的表現法を学習し,移動現象の速度論的基礎を学ぶ。

なお,「知識・理解」,「能力・技能」の評価項目は,下記のとおりである。
(1) Newtonの粘性の法則と運動量流束の概念,Fourierの法則と熱流束の概念,Fickの法則と拡散(物質)流束の概念のイメージを修得する。
(2) 層流・乱流の概念を修得する。Reynolds数の定義と物理的意味を修得する。運動量収支(Shell Balance)から層流の速度分布が導出できる。
(3) 流体摩擦係数の定義を修得する。圧力損失が計算できる。
(4) 機械的エネルギー収支式(Bernoulliの式)の概念および物理的意味を修得する。
(5) 拡張されたBernoulliの式を修得する。ポンプの所要動力が計算できる。
(6) 熱伝導による温度分布および熱流束がShell Balanceから導出できる。
(7) 温度境膜、伝熱係数の概念を修得する。Nusselt数,Prandtl数の物理的意味を修得する。
(8) 熱交換における熱交換量が計算できる。総括伝熱係数の概念を修得する。対数平均温度差の概念を修得する。
(9) 二重境膜説の概念,および境膜物質移動係数,総括物質移動係数の概念を修得する。 
授業計画 第1回 イントロダクション(化学工学とは,化学プラントについて)
第2回 運動量,熱,物質移動の基礎概念
第3回 層流・乱流,Reynolds数
第4回 層流の速度分布
第5回 流体摩擦係数
第6回 エネルギー収支式(Bernoulliの式)
第7回 流速および流量の測定(ベンチュリー管,ピトー管)
第8回 中間試験
第9回 熱伝導の基礎
第10回 伝導伝熱(多層壁,円筒)
第11回 対流伝熱について
第12回 熱交換器
第13回 拡散の基礎
第14回 一方拡散と等モル相互拡散,物質移動係数
第15回 ガス吸収(二重境膜説)

第16回 最終試験

宿題に関して
 おおよそ毎回,クイズまたはレポート提出を課す。
  (作成に20時間程度を必要とする)
 
教科書・参考書等 テキスト:「現代化学工学」橋本・荻野編,産業図書
      (生協で購入しておくこと。)

参考図書 化学工学概論,水科・桐栄編,産業図書
     基礎化学工学,化学工学会編,培風館
 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,配付資料 
予習・復習への
アドバイス
第1回-第7回 テキストを参照しながら,板書ノートを整理・復習する。
       クイズ・レポートを作成することで,授業の理解を深める。
       解答されたクイズ・レポートを復習する。

第8回(中間試験)板書ノート,クイズ・レポートの復習

第9回-第15回 テキストを参照しながら,板書ノートを整理・復習する。
        クイズ・レポートを作成することで,授業の理解を深める。
        解答されたクイズ・レポートを復習する。

第16回(最終試験)板書ノート,クイズ・レポート,および中間試験の復習
 
履修上の注意
受講条件等
・原則として全ての授業に出席すること。
・この科目に先立つ基礎科目:微分学,積分学,化学工学量論,物理化学I,同II
・この科目が役立つ応用科目:反応工学,伝熱論,物質移動論,流動論,化学工程設計
 
成績評価の基準等 クイズ・レポート 15 %
試験(中間,最終) 85 % (中間試験35%,最終試験50%)
 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ ・受講後に,ノートを自分で整理するとともに毎回必ず復習すること。
・オフィスアワーは特に設定しない。質問については随時受付ける。
・期末試験の答案は期間を指定して開示する。
・授業,試験に電卓を持参すること。 
その他 講義情報は以下を参照下さい。
http://home.hiroshima-u.ac.jp/membrane/Class.html

この授業科目は,化学工業プロセスでの実務経験を有する教員が化学工学の基礎(流体の流動現象,熱の移動現象,物質の拡散現象)について講義を行うものである。


 
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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