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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部機械工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 3年次
工学部機械工学科
選択・必修 選択
学科選択
授業科目名 エネルギー変換工学Ⅱ
えねるぎーへんかんこうがくに
Energy Conversion Engineering II
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講 他学部の学生の受講可
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

後期

開講時間 金曜日 5, 6時限
開講場所

担当教員 廣田真史(工学研究科機械工学専攻),片桐彰夫(機械工学科非常勤講師)

HIROTA, Masafumi
KATAGIRI, Akio

学習の目的と方法

授業の概要  本科目は「エネルギー変換工学Ⅰ及び演習」(3年前期)に引き続くもので,ここでは,とくに動作流体が相変化(液体から気体あるいはその逆)を伴う場合を取り上げる.具体的な応用としては,火力発電所や原子力発電所の主要な動力源などである水蒸気を用いた機関,空調や冷凍に供するヒートポンプであり,これらのエネルギー機器の熱効率計算が可能なレベルまで応用力を身に付けることを目指す.このための熱力学的な原理を十分理解することが前提であり,基礎学力の修得に力を入れる.さらに地球環境保全やエネルギーセキュリティに対する考え方や手法も極めて重要なことから,企業エンジニアを非常勤講師として迎え,実際の発電プラントシステムや国際的なエネルギー事情についても解説いただく.発電プラントの見学も実施する.
学習の目的 この授業では蒸気の熱力学について知識を獲得し,その重要な応用である蒸気原動機の原理と高効率化手法,および実際の発電所における諸問題について知識を得ることを目的とする.また,エンジンとは逆サイクルであるヒートポンプのサイクルについて学び,その動作原理を理解するとともにヒートポンプの省エネ性について知識を得ることも目的とする.さらに,これらの機器の具体的な効率計算も実施できるようになることを目的とする.
学習の到達目標 本講義で到達できる学修レベルは,例えばFE試験の GAS DTNAMICS,VAPOR POWER CYCLES REFRIGERATION 分野における問題の大部分が解けることに置いている.
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  • ○倫理観
  •  モチベーション
  •  主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  •  論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  • ○情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  • ○感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

「感じる力」=30%
「考える力」=50%
「生きる力」=10%
「コミュニケーション力」=10%

授業の方法 講義

授業の特徴 キャリア教育の要素を加えた授業

教科書 ・加藤征三,義家亮,丸山直樹,松田淳,吉田尚史,廣田真史著「熱エネルギーシステム 第2版」(共立出版)を「工業熱力学及び演習」に引き続いて使用する.
・補助的にプリント配布する.
参考書
成績評価方法と基準 出席は必要条件であり,3回以上の欠席(病欠など止むをえない場合は除く)者には単位を与えない.とくに,講義の一環として発電所等の見学も実施する.これに参加しないと単位は認められない.
評価は,定期試験を8割,レポートを2割とし,6割以上を合格として単位を与える.
オフィスアワー 講義終了後など質問などには随時対応する.
工学部機械棟3階廣田教授室
受講要件  「工業熱力学及び演習」(2年後期・必修)→「エネルギー変換工学Ⅰ及び演習」(3年前期・選択)→「エネルギー変換工学Ⅱ」(3年後期・選択)とステップアップするものであるから,これらを順次受講することを前提としている.
予め履修が望ましい科目  「工業熱力学及び演習」(2年後期・必修)「エネルギー変換工学Ⅰ及び演習」(3年前期・選択)
発展科目
授業改善への工夫 具体的な事例を示したプリントを適宜配布し,理論のみではなく実際の状況が把握できるように努める.講義内容をより深く理解するために企業の現役のエンジニアによる講義と発電プラントなどの見学も取り入れる.
その他

授業計画

キーワード 蒸気の性質,発電プラント,ランキンサイクル,火力発電,原子力発電,地球環境保全技術,逆カルノーサイクル,蒸気圧縮サイクル,ヒートポンプ
Key Word(s) Characteristics of vapor, External combustion engine, Power plant, Rankine cycle, Thermal power generation, Nuclear power generation, Environmental protection technology, Reverse Carnot cycle, Vapor compression cycle, Heat pump
学習内容 第1回 本講義の目的と意義,世界と日本のエネルギー需要動向
第2回 水蒸気の性質
第3回 蒸気表と状態線図
第4回 開いた系における熱力学の法則
第5回 蒸気原動所,ランキンサイクル
第6回 演習
第7回 再熱サイクル,再生サイクル,コンバインド・サイクル
第8回 演習
第9回 火力発電所の最新技術動向と環境保全技術
第10回 原子力発電技術の現状と将来,その危機管理と情報公開
第11回,第12回 発電プラントの実地見学
第13回 モリエル線図,蒸気圧縮式ヒートポンプサイクル
第14回 蒸気圧縮式サイクルの要素技術,演習
第15回 CO2ヒートポンプ,吸収式ヒートポンプ
第16回 定期試験
学習課題(予習・復習) 蒸気原動所のサイクルと蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルに関して演習を行う予定である.
また,発電所見学は単位取得に必須でありレポートの提出を求める.
ナンバリングコード(試行) EN-ENGY-3

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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