週 週 学科 学年 授 業 概 要 蒸気機関の実用化と性能向上への取り組み

科目コード
学科
学年
科　目　名
単位・時間
必修・選択
単位種別
CS45
電子
4年・通年
熱流体工学　：　Heat　＆　Fluid　Enｇineering
2（100）
選択
履修単位/COC
教　員　名
授
業
概
要
馬場　弘明　：　BABA　Hiroaki
副担当教員
梶原　和範　：　KAJIHARA Kazunori
蒸気機関の実用化と性能向上への取り組みが、熱力学を発展させるきっかけになった歴史からもわかるように、熱力学は、ものつくりを指向する
工学と深く結びついている。熱力学の法則から逸脱した技術が成立することはない。本授業においては、熱流体を用いた熱機関やプラントの制御
に必要な熱力学、伝熱工学、冷凍機、内燃機関など機械工学上必要な知識を習得させる。電子制御工学の知識や技術より幅広く利用できるよう
になるように、熱や仕事などの物理量を数値として求め、具体的な事例に基ずいた練習問題を多く取り入れていいる。
到　達　目　標
評　価　方　法
(1)熱力学の基礎的な知識を理解させる。
(2)熱エネルギーの量的評価のみならず質的評価を理解させ、省エネル
①年4回実施される定期試験の成績、②小テスト及びレポート、③授業へ
ギーについて幅広い見方が出来るようにする。
取り組む姿勢などを考慮して、総合的に判断します。評価割合は、おおむ
(3)往復式内燃機関、蒸気タービン、ガスタービン、冷凍装置、ヒートポンプ ね①60%②20%③20%とします。
等の熱プラントについて理解させる。
学　習
教育目標
週
1
授
業
計
画
ＣＯＣとの
地域のエネルギーに関するスマート構想を考える基本を学ぶことが出来る ＪＡＢＥＥ基準
－
関連性
前　期
後　期
項　目
内　容
項　目
内　容
週
ディーゼルサイクルの概要
・熱力学とは
熱力学とその意義
16
ディーゼルサイクル 作動流体の状態変化と熱効率
・熱力学を学ぶ意義
ディーゼルサイクルの特性
D-(1)
ブレイトンサイクルの概要
作動流体の状態変化と熱効率
ブレイトンサイクルの特性
2
熱力学における
諸量と単位
温度、圧力、密度
17
ブレイトンサイクル
3
熱力学における
諸量と単位
エネルギーとパワー、比熱と熱容量
18
蒸気の性質
相と相平行
ギブスの相律
液相と気相の間の状態変化
4
熱力学における
諸量と単位
状態量、単位系
19
蒸気の性質
水の状態変化を表示する線図
水蒸気の状態量
蒸気表の使い方
・熱力学を学ぶ意義エネルギー保存
則
・内部エネルギー
20
蒸気原動機の
構成と動作原理
21
ランキンサイクルの
熱効率
作動流体の循環とエネルギーの流れ
ポンプのエネルギー収支
22
ランキンサイクルの
熱効率
ボイラのエネルギ-収支
蒸気タービンの熱収支
23
ランキンサイクルの
熱効率
復水器の熱収支
ランキンサイクルの熱効率
コンバインドサイクル
5
6
7
8
9
10
11
授
開いた系の
・エンタルピー
熱力学第一法則
・工業仕事と絶対仕事
業
理想気体の
理想気体の状態式
状態式と状態量
純正的過程における 等温変化、等圧変化、等積変化、ポリ 状態変化
トロープ変化
計
・可逆変化と不可逆変化
熱力学第二法則
・熱機関
・理想的機関のモデル
・カルノーサイクルの熱効率
カルノーサイクル
・カルノーヒートポンプ、カルノー冷凍機
エントロピーの導出
画
エントロピー
エントロピーの生成量と不可逆過程
T-S線図
閉じた系の
熱力学第一法則
蒸気原動機の仕組み
ランキンサイクル
24
ヒートポンプと空気調 ヒートポンプと冷凍機の比較
和
性能評価指数
25
ヒートポンプと空気調 絞り膨張
和
可逆断熱膨張
26
ヒートポンプおよび
冷凍機のサイクル
逆カルノーサイクル
消費されるエネルギー
エネルギーの質と量
27
ヒートポンプおよび
冷凍機のサイクル
蒸気圧縮冷凍サイクル
吸収冷凍サイクル
12
エクセルギー
13
内燃機関のしくみ
内燃機関の分類
容積形内燃機関
速度形内燃機関
28
ヒートポンプおよび
冷凍機のサイクル
14
内燃機関のしくみ
熱機関のサイクルの理想化
29
空気調和
湿度
15
オットーサイクル
オットーサイクルの概要
作動流体の状態変化と熱効率
オットーサイクルの特性
30
空気調和
湿り空気の性質
湿り空気の加熱と冷却
授業方法
注意事項
（自学自習を含む）
教科書・参考書
シラバスに沿った講義および演習問題を組み合わせて行います。また必要に応じて、資料を配布します。
（1）ノートを整理し、配布した資料を必ず授業時に持参すること。
（2）講義、試験には電卓を持参すること。
（3）シラバスの項目・内容を確認して、教科書・参考書などで予習しておいてください。
配布資料