2020年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 熱力学Ⅱ | ||
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| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 木村 元昭 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F13O |
| クラス | B | ||
概要
| 学修到達目標 | 機械工学系の重要基礎科目である熱力学は最近の科学と工業技術の進歩と共に適用分野が基礎から応用まで非常に広範囲になっている。熱力学Ⅱは熱力学Ⅰをベースにして、熱力学が応用される各種サイクルに重点を置き、基礎分野から応用分野まで理解する。具体的テーマは、(1)容積形内燃機関、(2)速度形内燃機関、(3)蒸気の性質、(4)ランキンサイクルである。 到達目標は、上記の4つのテーマについて、 １．動作サイクルが説明できる。 ２．熱力学Ⅰで習得した基本法則を用いて理論熱効率などの性能解析ができる。 ３．各熱サイクルの性能や熱効率の向上方法を説明できる。 ４．各理論サイクルの実用例を説明できる。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
講義中の板書・解説を中心とした講義形式を行うとともに演習と熱力学演習Bを併せて基礎的な概念の理解とその応用力を身につける。 |
| 履修条件 | 熱力学Ⅰを修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 熱力学Ⅱの概要説明 シラバスの内容を確認の上，授業に臨むこと。 【事前学習】第6章「熱機関のサイクル」、第7章「圧縮機のサイクル」、第8章「蒸気の性質と蒸気サイクル」及び第9章「冷凍サイクル」を熟読し、熱力学Ⅱで学習する内容を把握すること。（120分） 【事後学習】事前学習内容と熱力学Ⅱの概要説明を比較して、熱力学Ⅱの学習内容を振り返ること。（120分） |
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| 第2回 | 熱力学Ⅰの復習 熱力学Ⅰの内容を概観し、熱力学の基礎を復習する講義 【事前学習】熱力学Ⅰの内容、教科書のp.1-112を熟読し、熱力学Ⅰの内容を復習すること。（120分） 【事後学習】事前学習内容と講義の内容から、熱力学Ⅰの学習内容を振り返ること。（120分） |
| 第3回 | 容積形内燃機関の理論サイクル(その1) オットーサイクル、ディーゼルサイクルに関する講義 【事前学習】教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.113-122を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】オットーサイクルとディーゼルサイクルについて復習すること。（120分） |
| 第4回 | 容積形内燃機関の理論サイクル(その2) サバテサイクル、平均有効圧力に関する講義 【事前学習】教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.122-126を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】サバテサイクルと平均有効圧力について復習すること。（120分） |
| 第5回 | 速度形内燃機関の理論サイクル(その1) ブレイトンサイクルに関する講義 【事前学習】教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.127-129を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】ブレイトンサイクルについて復習すること。（120分） |
| 第6回 | 速度形内燃機関の応用(その2) ブレイトンサイクルの再生サイクルとターボジェットエンジンに関する講義 【事前学習】教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.129-133を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】再生ブレイトンサイクルとジェットエンジンについて復習すること。（120分） |
| 第7回 | 空気圧縮機の理論サイクル(その1) 空気圧縮機の種類、圧縮機のエネルギ式、すきまの無い1段圧縮機に関する講義 【事前学習】教科書第7章「圧縮機のサイクル」の内、p.135-139を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】圧縮機の種類、基本動作について復習すること。（120分） |
| 第8回 | 空気圧縮機の理論サイクル(その2) すきまの有る圧縮機、多段圧縮機、圧力比の限界値に関する講義 【事前学習】教科書第7章「圧縮機のサイクル」の内、p.140-143を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】すきまの有る圧縮機、多段圧縮機、圧力比について復習すること。（120分） |
| 第9回 | 理解度確認演習及び解説 【事前学習】教科書第6章「熱機関のサイクル」および第7章「圧縮機のサイクル」を復習すること（120分） 【事後学習】理解度確認演習でできなかった問題を解けるようにすること。（120分） |
| 第10回 | 蒸気の性質（その1） 蒸気の技術用語、乾き度に関する講義 【事前学習】教科書第8章「蒸気の性質と蒸気サイクル」の内、p.147-151を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】蒸気の技術用語、乾き度について復習すること。（120分） |
| 第11回 | 蒸気の性質（その2） 蒸気の状態変化と蒸気表、蒸気線図に関する講義 【事前学習】教科書第8章「蒸気の性質と蒸気サイクル」の内、p.152-153を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】蒸気の状態変化と蒸気表、蒸気線図について復習すること。（120分） |
| 第12回 | 蒸気サイクル（その1） 蒸気サイクル（ランキンサイクル）の構成と熱効率に関する講義 【事前学習】教科書第8章「蒸気の性質と蒸気サイクル」の内、p.154-158を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】蒸気サイクル（ランキンサイクル）について復習すること。（120分） |
| 第13回 | 蒸気サイクル（その２） 蒸気再熱サイクルと蒸気再生サイクルの概説に関する講義 【事前学習】教科書第8章「蒸気の性質と蒸気サイクル」の内、p.158-159を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】蒸気再熱サイクル蒸気再生サイクルについて復習すること。（120分） |
| 第14回 | 冷凍機サイクル(その1) 冷媒・冷凍（ヒートポンプ）サイクル、冷凍サイクルの構成に関する講義 【事前学習】教科書第9章「冷凍サイクル」の内、p.161-164を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】冷媒・冷凍（ヒートポンプ）サイクル、冷凍サイクルの構成について復習すること。（120分） |
| 第15回 | 冷凍機サイクル(その2) 冷凍（ヒートポンプ）サイクルの状態変化と効率、吸収式冷凍機に関する講義 【事前学習】教科書第9章「冷凍サイクル」の内、p.164-168を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】冷凍（ヒートポンプ）サイクルの状態変化と効率、吸収式冷凍機について復習すること。（120分） |
その他
| 教科書 |
吉田幸司、岸本健、木村元昭、田中勝之、飯島晃良 『基礎から学ぶ熱力学』 オーム社 2019年 第1版
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| 参考書 |
斎間 厚・江良嘉信・増田哲三・庄司秀夫 『基礎熱力学』 産業図書 2002年 第14版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業中の演習及び宿題20%，理解度確認演習20%，定期試験60% |
| 質問への対応 | 授業の前後随時 |
| 研究室又は 連絡先 |
木村元昭(駿河台校舎タワー・スコラ17階S1709室) kimura@mech.cst.nihon-u.ac.jp 飯島晃良(駿河台校舎タワー・スコラ17階S1704室) iijima@mech.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 駿河台 17:00 ～ 18:00 木村元昭(駿河台校舎タワー・スコラ17階S1709室)
月曜 駿河台 17:00 ～ 18:00 飯島晃良(駿河台校舎タワー・スコラ17階S1704室)
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| 学生への メッセージ |