授業科目名
  基礎化学工学
   Fundmentals of Chemical Engineering
時間割番号
1402
担当教員名
  岩田 修一
実務経験
反映科目
O
学科・年次
  工学部 生命・応用化学科
  工学部 創造工学教育課程
  2年次
科目区分
  専門教育科目
単位数
2
時間割
  前期 水曜1-2限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業(テストを除く)をオンデマンドで実施(全オンデマンド型)】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔(オンデマンド又は同時双方向)】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間,文化,社会を理解し,それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感,高い倫理観
☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☑ 4. (高度工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力,新たな知識・技術を習得する能力
☑ 4. (創造工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標

[目的]化学工学は, 化学物質を工場で大量に効率よく生産するための装置およびその操作や, バイオリアクターや環境関連の装置, 人工臓器などの医療器具の開発において生じる種々の共通する要因を, 物理化学や化学反応, 物理法則の知識を基礎に学ぶ実学的学問であり、本講義はその入門としての基礎知識を身につける。

 [目標]種々の物理量の単位換算,熱・物質収支,流体流れの基礎理論,熱移動現象の基礎理論を習得し,基本的な計算ができる。

なお、本講義を担当する教員は石油化学系企業での業務経験を有しており、大型石油化学プラントにおけるエンジニアリングやプロセス評価に関する種々の知見を講義に反映する。

授業計画

① 化学工学基礎 (化学工学とは)

② 化学工学基礎 (単位と次元, 単位の換算)

[達成目標:化学プロセスの装置設計で必要となる単位系を理解し,異なる単位系間の数値の換算ができる]

③ 化学工学基礎 (次元解析と無次元数)

[達成目標:次元解析を用いて物理的な現象を無次元数によりモデル化することができる]

④ 化学工学基礎 (気体の状態方程式/収支)

⑤ 化学工学基礎 (収支/物質, エネルギー)

⑥ 化学工学基礎 (燃焼計算)

[達成目標:化学プロセス,装置の収支式を作り,与えられた条件から未知変数を求めることができる]

⑦ 流動 (流体の性質と粘度/ニュートンの粘性法則) 

⑧ 中間試験

⑨ 流動 (円管内流れとレイノルズ数/圧力損失)

⑩ 流動 (円管内流れと機械的エネルギー収支/ベルヌーイの式)

⑪ 流動 (流体の輸送とポンプ動力)

[達成目標:流体の性質,流れの基礎理論を理解し,流体を輸送するために必要なエネルギーを算出することができる]

⑫ 伝熱 (伝導伝熱の基礎/フーリエの法則)

⑬ 伝熱 (対流伝熱の基礎/ニュートンの冷却法則)

⑭ 伝熱 (放射伝熱の基礎/ステファン・ボルツマンの法則)

[達成目標:伝熱の3つの機構、伝導・対流・放射の特徴と違いを理解し、それぞれの伝熱量を算出することができる]

⑮ 伝熱 (熱交換器の設計)

[達成目標:工場で省エネルギーに大きな役割を果たしている熱交換器の基礎設計を理解する]

⑯ 期末試験

 

なお、本講義を担当する教員は石油化学系企業での業務経験を有しており、大型石油化学プラントにおけるエンジニアリングやプロセス評価に関する種々の知見を講義に反映する。

成績評価の方法

2回の定期試験と約10回の課題レポートにより評価する。

成績評価の基準
秀  達成目標を超えた成果を上げている 100点~90点
優  達成目標に十分達している     89点~80点
良  達成目標に達している       79点~70点
可  達成目標に概ね達している     69点~60点
不可 達成目標に達していない      59点以下

配点は期末試験(前半)40点、期末試験(後半)40点、課題レポート20点とする。合計点が90点以上をS(秀)、80-89点をA(優)、70-79点をB(良)、60-69点をC(可)、59点以下をD(不可)とする。

課題レポートは授業内容の復習と確認を目的としており,理解度を評価する。

事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項

事前学修:テキスト予習(120 分)

事後学修:Moodle にアップロードした講義ノートを参考に、各自の授業ノートを完成させ、レポート課題を解く。(120 分)

履修にあたっての注意事項:基礎化学、微分積分Ⅰを履修していること。関数電卓を使用する。

 

教科書