伝熱工学｜シラバス情報

授業コード

520497

オムニバス

科目名

伝熱工学

科目名（英語）

Heat transfer

配当学年

3年

単位数

2.00単位

年度学期

2025年度秋学期

曜日時限

水曜4限

対象学科

基_機械

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

丹澤　祥晃

教室

3-325

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

ボイラや熱交換器など多く機器に伝熱現象が関わりをもつ。伝熱の三基本形式と呼ばれる伝導、対流、放射について、本科目では、技術計算ができることを目的とする。内容は、熱流束などの基本概念に慣れること、伝熱の三基本形式について数式の取扱い方法を理解し伝熱の予測ができること、熱伝達については無次元数関係式になじむことと要約できる。演習問題を解くことで理解を深めることができるように工夫している。

達成目標１

伝熱の三基本形式、熱流束などの伝熱の基本概念を理解し説明できる【10％】

達成目標２

熱伝導についてフーリエの法則を理解し、伝熱量や温度場を推測する手順を説明できる【25％】

達成目標３

熱伝達について無次元数の概念を理解し、文献等に現れる無次元関係式を利用できる【35％】

達成目標４

熱放射についてステファン-ボルツマンの法則、キルヒホッフの法則の意味および伝熱計算とのかかわりについて説明できる【20%】

達成目標５

相変化を伴う伝熱現象について概略を説明できる【10％】

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

伝熱の三基本形式　

予めテキスト第1章、第２章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示する伝熱の基本形式などに関する演習課題を復習すること(3時間)。　

第２回

基本概念(熱流束、熱伝導率など)　

予めテキスト第３章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示する熱流束の定義などに関する演習課題を復習すること(3時間)。

第３回

定常熱伝導(直線的温度場)　

予めテキスト第４章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示する平板内の熱伝導などに関する演習課題を復習すること(3時間)。　

第４回

定常熱伝導(非直線的温度場)　

予めテキスト第５章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示する円管壁面内の熱伝導などに関する演習課題を復習すること(3時間)。

第５回

非定常熱伝導

予めテキスト第６章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示する非定常熱伝導の数値計算などに関する演習課題を復習すること(3時間)。　

第６回

熱通過、拡大伝熱面

予めテキスト第７章、第１０章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示する熱貫流率などに関する演習課題を復習すること(3時間)。

第７回

対流熱伝達と熱伝達率

予めテキスト第11章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示する熱伝達率の定義などに関する演習課題を復習すること(3時間)。

第８回

対流熱伝達と無次元関係式　

予めテキスト第12章を読んでおくこと(2時間)。また、講義中に指示するヌセルト数などに関する演習課題を復習すること(3時間)。　

第９回

強制対流熱伝達に関する伝熱量の推測　

予めテキスト第13章を読み強制対流熱伝達の実験式の例を見つけておくこと(2時間)。講義中に指示する強制対流の伝熱量計算などに関する演習課題を復習すること(3時間)。　

第10回

自然対流熱伝達に関する伝熱量の推測　

予めテキスト第13章を読み自然対流熱伝達の実験式の例を見つけておくこと(2時間)。講義中に指示する自然対流の伝熱量計算などに関する演習課題を復習すること(3時間)。

第11回

相変化を伴う伝熱現象　

予めテキスト第14章、第15章を読んでおくこと(2時間)。講義中に指示するプール沸騰などに関する演習課題を復習すること(3時間)。　

第12回

熱放射における基本法則　

予めテキスト第16章を読んでおくこと(2時間)。講義中に指示するステファン-ボルツマンの法則などに関わる演習課題を復習すること(3時間)。　

第13回

熱放射による伝熱量　

予めテキスト第17章を読んでおくこと(2時間)。講義中に指示する形態係数を用いた伝熱量計算などの演習課題を復習すること(3時間)。

第14回

熱交換器とボイラ

予めテキスト第8章を読みボイラの熱交換器の一種としての側面について考察する事(2時間)。復習としてボイラにみられる伝熱現象についてまとめること(3時間)。

課題等に対するフィードバック

提出課題については、次回の授業で解説する。

評価方法と基準

提出課題(20%) + 期末試験(80%)として100点満点で評価し、60点以上を合格とする。　

テキスト

一色尚次、北山直方著　『伝熱工学新装第２版』森北出版(2018)【ISBN978-4-627-61074-3】　

参考図書

日本機械学会著『伝熱工学資料改訂第5版』日本機械学会(2009)【ISBN 978-4-888-98184-2】　

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

熱力学や流体力学などの機械工学基礎科目を履修した学生が、熱の移動について学ぶ科目である。熱の移動は地球温暖化や省エネルギー、宇宙技術、パソコンのコンパクト化、機械加工や家電製品などでも重要な問題である。

履修登録前の準備

熱力学に関して復習しておくこと。