材料化学実験（材料コース選択科目）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2005年度

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科目名：材料化学実験（英文科目名：Experiments of Materials Chemistry）

　　　　2単位　選択　物質工学科５年　前期　

担当教員：吉田裕志・田中孝国　（居室：電気・物質棟3階）

　　　　　吉田：Tel: 0285-20-2808 E-mail: yoshida@oyama-ct.ac.jp

田中：Tel: 0285-20-2804 E-mail: tanakatakakuni@oyama-ct.ac.jp

授業目的：

１． 化学工業プロセス中の要素技術である単位操作の基礎理論の実験を通しての理解

２． 単位操作および装置設計のための化学工学実験並びに理論の解析方法の理解

３． 理論に基づく実験データの採取方法と計算過程を通して工学的報告書の作成方法の習得

達成目標：

１． 主な単位操作についてその基礎理論を理解するとともに、実験を通して理論に基づく結果を導くことができる。

２． 装置設計のためのデータ採取方法を習得するとともに、実験データの解析から単位操作に係わる基礎的な化学工学計算ができる。

３． 測定データから計算過程を通して得られる結果に基づいて工学的報告書が作成できる。

４． 実験を実施する上で、実験装置および器具の操作や測定事項を考慮して実験を遂行できる。

技術者教育プログラムの学習・教育目標：（B-1）

JABEE基準1の（1）との関係：（d(2-b)），(f)，（h）

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カリキュラム中の位置付け

この科目を学ぶために、前年度までの履修科目で本科目と関連性のある科目

　　　　　　化学工学、化学装置工学

　現学年でこの科目と関連性のある科目

　　　　　　反応工学、生物反応工学、プロセス工学

　次年度以降に学ぶ、この科目に関連性のある科目

　　　　　　分離工学、生物化学工学

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教科書：自作テキストプリント

参考書：東畑平一郎、他「化学工学実験」産業図書（1960初版）

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キ−ワ−ド：

　　物質収支、気液平衡、工業濾過理論、乾燥速度，拡散係数，次元解析、管内レイノルズ数，流体圧力損失、伝熱係数，熱収支、反応速度、活性化エネルギー

授業内容：

１． 実験ガイダンス−実験日程および各実験テーマ概要説明、実験上の諸注意、報告書作成法の説明−（１週）

２． 下記の３〜10の八つの実験テーマの中から六テーマを行い、1番目の実験テーマについて、実験装置や方法の確認と測定練習（1週）

３． 単蒸留−アルコール水溶液、物質収支、Rayleighの式、気液平衡、分縮、濃度測定−（２週）

４． 定圧濾過−スラリー、固液分離、Ruthの工業濾過理論、ケーク濾過比抵抗、定圧ろ過式、ケーク圧縮係数、Ruthプロット−（２週）

５． 固体乾燥−限界含水率、平衡含水率、乾燥特性曲線、恒率乾燥期間、減率乾燥期間、湿度図表、総括伝熱係数、表面蒸発係数−（２週）

６． 拡散−分子拡散、拡散速度、物質移動速度、Fickの法則、拡散係数、活性化エネルギー、中和滴定−（２週）

７． 液滴の大きさ−次元解析法、ガラス管ノズル、界面張力、Du Nouyの表面張力計、液滴径測定−（２週）

８． 管内流動と流体輸送−流動、層流、乱流、レイノルズ数、臨界レイノルズ数、拡大圧損失、縮小圧損失、U字管マノメーター−（2週）

９． 強制対流伝熱−二重管式熱交換器、対流伝熱、熱収支、対数平均温度差、総括伝熱係数、境膜伝熱係数（２週）

10．反応速度の測定と応用−化学反応装置、速度定数、微分法、積分法、アーレニウスの式、活性化エネルギー（2週）

11．最後の実験レポートの作成

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各達成目標に対する達成度の具体的な評価方法：　　　

１．測定データの理論に基づく解析方法の理解度で評価する。

２．測定データの妥当性とデータに基づく計算方法の妥当性で評価する。

３．作成された実験報告書の内容と水準で評価する。

４．実験装置や器具の操作方法および測定方法の適確さで評価する。　　

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評価方法：　　　

評価は、授業中の実験態度や実験報告書の内容を下記2項目の加重平均によって総合的に行う。　

１．実験の理解度と実施内容（5０％）

２．実験報告書の内容とレベル（5０％）　　

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連絡事項：

１．2〜3人のグループを1組として、各実験テーマを各組それぞれ2週間で実施し、ローテーシ

ョンで６テーマを行います。

２．各テーマについて欠席等によって実験実施がまったくできなかった場合は放課後等を利用し

て実験を行います。

３．実験報告書は原則として実験終了後の２週間後までに提出します。また、授業時間以外でも

データ整理や計算等の質問がある場合は適宜応じます。

４．実験内容の概略を実験テキストおよび参考書等で予習しておき、装置や測定方法などについ

てできるだけ調べて実験に臨んでください。

５．実験終了後は測定データの計算を速やかにして結果の是非を確認し、問題点などを明らかに

して次週の実験に臨んでください。

６．化学および関連装置やプラントの操作設計の基礎となる化学工学的手法について、理論と実

験並びにデータ解析を実際に行って十分に理解してほしい。

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