年度 |
2024年度 |
開講部局 |
工学部 |
講義コード |
K7505030 |
科目区分 |
専門教育科目 |
授業科目名 |
物質移動論 |
授業科目名 (フリガナ) |
ブッシツイドウロン |
英文授業科目名 |
Mass Transfer |
担当教員名 |
金指 正言 |
担当教員名 (フリガナ) |
カネザシ マサコト |
開講キャンパス |
東広島 |
開設期 |
3年次生 前期 セメスター(前期) |
曜日・時限・講義室 |
(前) 月1-2:工116 |
授業の方法 |
講義 |
授業の方法 【詳細情報】 |
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講義中心,板書多用 |
単位 |
2.0 |
週時間 |
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使用言語 |
J
:
日本語 |
学習の段階 |
3
:
中級レベル
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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 |
化学工学プログラム,3年次生および過年度生 |
授業のキーワード |
移動現象,物質移動,拡散操作,分離精製,実務経験 |
教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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プログラムの中での この授業科目の位置づけ (学部生対象科目のみ) | 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「(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 C1.工学基礎」に対応している。両課程の学習・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。 |
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到達度評価 の評価項目 (学部生対象科目のみ) | 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(C4)化学工学専門 |
授業の目標・概要等 |
本科目では,基礎化学工学に引き続き,拡散現象による物質移動の基本的概念を習得することを第1の目標とする。さらに,分離プロセスとしてのガス吸収,蒸留,抽出,調湿,吸着,乾燥等の工業的物質移動操作の基礎を学ぶことにより,物質移動の速度論的概念,各操作の物理的概念,更に,これらを応用した装置設計法の基礎を習得することも目標とする。
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)拡散現象の基礎:Fickの拡散式,Stefan-Maxwellの式,一方拡散,非等モル相互拡散などを学び,分子拡散現象の正確なイメージを形成することができる。 (2)非定常拡散,直交・円筒座標系におけるShell Balance等の数学的基礎および2重境膜説に基づく物質移動係数の概念を習得でき,化学工学の広い分野に応用できるようになる。 (3)気体-液分離プロセス:ガス吸収装置の物質移動速度論的取り扱いによる設計法の基礎が習得でき,実際的装置設計に応用できるようになる。 (4)蒸気-液分離プロセス:気液平衡,各種蒸留法の基本的概念とその設計の基礎が習得でき,実際的装置設計に応用できるようになる。 (5)液-液分離プロセス:液液平衡と抽出操作の基礎が修得でき,実際的装置設計に応用できるようになる。 (6)乾燥プロセス:空気調湿・冷水操作および乾燥操作の基本的概念,熱・物質同時移動の概念とその速度論的取り扱いの基礎を理解でき,実際的装置設計に応用できるようになる。 |
授業計画 |
第1回 イントロダクション(化学プロセスについて),拡散基礎 第2回 拡散基礎(Fick式,Stefan-Maxwell式) 第3回 拡散基礎(等モル・一方拡散,非定常拡散) 第4回 気体-液分離プロセス:吸収操作の基礎(Henry則と二重境膜) 第5回 気体-液分離プロセス:吸収操作の応用(ローディング,フラッディング,最少液ガス比) 第6回 気体-液分離プロセス:吸収操作の応用(塔高の計算,移動単位数) 第7回 蒸気-液分離プロセス:蒸留法の基礎(気液平衡,分離係数) 第8回 蒸気-液分離プロセス:蒸留法の応用(単蒸留,フラッシュ蒸留) 第9回 蒸気-液分離プロセス:蒸留法の応用(連続蒸留,還流比) 第10回 拡散,吸収,蒸留に関する総合演習 第11回 液-液分離プロセス:抽出の基礎(三角線図,液液平衡) 第12回 液-液分離プロセス:抽出の応用(てこの原理,単抽出,向流多段抽出) 第13回 調湿・乾燥プロセス:空気調湿および乾燥操作の基礎(湿度,露点,湿度図表) 第14回 調湿・乾燥プロセス:空気調湿および乾燥操作の応用(熱・物質同時移動,断熱冷却) 第15回 固体-流体分離プロセス:吸着,膜分離
第16回 最終試験
おおよそ10回程度のレポートを課す。問題は授業中に指定する。 |
教科書・参考書等 |
テキスト:「現代化学工学 増補版」 橋本・荻野編,産業図書 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 |
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【詳細情報】 |
テキスト,各回の講義資料を別途配布する。 |
授業で取り入れる 学習手法 |
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予習・復習への アドバイス |
第1回ー第9回 テキスト,配布資料を参照しながら,整理・復習する。 レポートを作成することで,授業の理解を深める。 解答されたレポートを復習する。
第10回(総合演習) 拡散,吸収,蒸留に関する総合演習の問題を理解し,復習する。
第11回-第15回 テキスト,配布資料を参照しながら,整理・復習する。 レポートを作成することで,授業の理解を深める。 解答されたレポートを復習する。
第16回(最終試験)配布資料,レポート,および総合演習の復習 |
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。 ・授業,試験に電卓を持参すること。 |
成績評価の基準等 |
レポート:20 % 期末試験:80 % |
実務経験 |
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実務経験の概要と それに基づく授業内容 |
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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。 ・授業,試験に電卓を持参すること。 |
その他 |
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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。 |