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科目名 |
化学装置工学 |
英語科目名 |
Chemical Engineering
for Mechanical Unit Operations |
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開講年度・学期 |
平成20年度・後期 |
対象学科・専攻・学年 |
物質工学科4年 |
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授業形態 |
講義 |
必修or選択 |
コース別授業（必修） |
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単位数 |
2単位 |
単位種類 |
学修単位（４５時間単位）（講義A） |
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担当教員 |
吉田裕志 |
居室（もしくは所属） |
電気・物質棟3階（物質工学科） |
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電話 |
0285-20-2808 |
E-mail |
yoshida@oyama-ct.ac.jp |
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授業の達成目標 |
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１．各種物理量の単位とその換算、流動および伝熱操作に関する化学工学基礎の計算ができる。 ２．固体材料の乾燥機構および乾燥プロセスについて説明できる。 ３．粉体粒子の粒度について基本的な物性評価法について説明できる。 ４．粒子の流体中における沈降終末速度について説明できるとともに計算によって求めることができる。 ５．粒子層中を流れる流体の透過流動現象の解析方法について説明できるとともに粒子層中の流体の透過流速等を計算によって求めることができる。 |
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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 |
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・期末試験において60％以上の成績で評価する。 ・課題提出の解答内容において60％以上の成績で評価する。 |
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評価方法 |
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評価は、期末試験の成績と提出課題の解答内容で行う。 最終成績は，下記のように，試験と課題の成績の加重平均とする。 最終成績：試験成績(80％)
+課題成績（20％) |
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授業内容 |
授業内容に対する自学自習項目 |
自学自習時間 |
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１．化学工学基礎－物理量、単位と換算、収支計算，流動、伝導伝熱、対流伝熱－ |
宿題（配布プリント）の収支，流動，伝熱に関する問題を解答し，次回授業時に提出する。 |
4 |
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２．乾燥機構と乾燥プロセス－含水率、乾燥機構、乾燥特性曲線 |
宿題の問題を解答し，次回授業時に提出する。 |
４ |
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３．乾燥速度－恒率乾燥期間，減率乾燥期間、湿度と湿度図表 |
宿題の問題を解答して提出する。 |
４ |
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４．粉体の基本的特性－粉粒体、粉体の定義、粒子径と表面積、サブミクロン粒子、コロイド粒子－
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講義内容に関する課題について整理して次回授業時にレポートとして提出する。 |
４ |
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５．粉体の粒度－粒子径、平均粒径、重み付け平均径、形状、形状係数 |
重み付け平均形の計算問題について解答して提出する。 |
４ |
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６．粉体の粒度分布の表し方、対数正規分布，Rosin-Rammler分布，粒度測定法 |
宿題の問題を解答して提出する。 |
４ |
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７．流体中の粒子の運動の基本法則－単一粒子、流体抗力、抵抗係数，粒子レイノルズ数－
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抵抗係数の粒子レイノルズ数の依存性について次元解析法によって誘導し，レポートを提出する。 |
４ |
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８．単一粒子の沈降終末速度－運動方程式、沈降終末速度、層流、乱流－ |
層流域および乱流域の沈降終末速度式の誘導についてのレポートを提出する。 |
４ |
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９．球形粒子の抵抗係数と粒子レイノルズ数の関係を利用した沈降現象の解法 |
宿題の問題を解答して提出する。 |
４ |
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10．過渡状態における粒子の沈降速度，層流域と乱流域の場合 |
層流域および乱流域の沈降速度式の誘導についてのレポートを提出する。 |
４ |
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11．沈降条件の変化による粒子の沈降終末速度，単一粒子と粒子群の場合 |
Cunningham補正による沈降終末速度の計算結果についてのレポートを提出する。 |
４ |
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12．粒子の沈降現象と粒子充填層透過流動現象，比較的大きな粒子の場合と微粒子の場合 |
講義内容に関する課題について整理して次回授業時にレポートとしてを提出する。 |
４ |
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13．固定層中の層流条件での透過流動現象－動水半径と相当直径、空塔速度、D'Arcy式、Kozeny-Carman式－ |
宿題の問題を解答して提出する。 |
４ |
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14．乱流条件での透過流動現象－Burke-Plummer式、修正レイノルズ数、Ergunの式－ |
宿題の問題を解答して提出する。 |
４ |
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15．流動層と最小流動化速度－流動層、流動化開始点、最小流動化速度－ |
宿題の問題を解答して提出する。 |
４ |
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期末試験 |
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自学自習時間合計 |
６０ |
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キーワード |
乾燥速度，含水率，粉体粒子の粒度，粒子レイノルズ数，沈降終末速度，固定層，流動層， 透過流動現象 |
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教科書 |
井伊谷鋼一、他「化学工学通論Ⅱ」朝倉書店（1995） |
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参考書 |
白戸紋平「化学工学－機械的操作の基礎」丸善（1980） |
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小山高専の教育方針①～⑥との対応 |
４ |
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技術者教育プログラムの学習・教育目標 |
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（A-2）基礎知識を専門工学分野の問題に応用して解ける。 (B-2) 数学の知識と工学をつなぐ基礎的知識を身につける。 |
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JABEE基準１の（１）との関係 |
c，d(2-a) |
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カリキュラム中の位置づけ |
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前年度までの関連科目 |
化学工学、物理化学、工学概論 |
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現学年の関連科目 |
応用物理、化学熱力学 |
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次年度以降の関連科目 |
プロセス工学、工業化学、化学数学、分離工学、生物化学工学 |
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連絡事項 |
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１．授業方法は、講義と問題や課題の解答を中心として行います。 ２．期末試験の時間は９０分とし、計算機を使用して行います。また、試験内容に応じて、配布資料等の持ち込みを可とする場合があります。 ３．授業時間の間や最後には理解の確認のために適宜質疑応答時間を設けます。 ４．化学および関連装置の操作設計に関する工学的考え方並びに計算方法を十分に理解して欲しい。 |
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シラバス作成年月日 |
平成20年2月22日 |
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