平成29年度 シラバス
授業科目
化学工学概論
 担当教員
西井　靖博
 開講期
前期
科目番号
630102
 対象学年・学科・コース
1年 生物応用化学専攻
 単位区分
選択必修
 単位数
2単位
授業概要・授業方針
伝熱操作および機械的分離操作、調湿、乾燥について学び、装置およびプロセス設計・解析の基礎を習得する。
到達目標
  1. 平面および円筒状複合壁の一次元定常熱伝導問題を解くことができること。
  2. 壁を隔てた流体間の伝熱について理解し、二重管熱交換器の伝熱面積の計算ができること。
  3. 簡単な放射伝熱量の計算ができること。
  4. 蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てて、伝熱面積との関係を計算できること。
  5. 湿度図表の使い方に習熟し、断熱増湿の基本的な問題が解けること。
  6. 乾燥特性曲線の説明ができ、恒率乾燥期間の乾燥速度が計算できること。
  7. Stokesの法則を利用して、単一粒子の沈降速度を計算し、分級操作に適用できること。
  8. Kozeny-Carmannの式を利用して、粒子層中の流体の圧力損失を計算し、集塵操作に適用できること。
教科書
解説化学工学改訂版　　竹内雍　他著　　（培風館）
補助プリント(西井教員作成)
参考書
入門化学工学改訂版　　小島和夫　他著　　（培風館）
基礎化学工学　　化学工学会　編　　（培風館）
化学工学入門　　化学工学編修委員会　編　　（実教出版）
化学工学の計算法　　市原正夫　他著　　（東京電機大出版局）　など
授業要目 到達目標
との対応		 自己点検
1 伝熱:伝熱機構の分類、平面壁の伝導伝熱 1
2 伝熱:複合壁・円筒壁などの伝導伝熱 1
3 伝熱:総括伝熱係数と境膜伝熱係数 2
4 伝熱:熱交換器の設計 2
5 伝熱:放射伝熱、黒体と灰色体の熱放射 3
6 蒸発:蒸発缶の設計 4
7 中間試験
8 試験返却
9 調湿：湿度の定義、湿り空気の性質 5
10 調湿：湿度図表、調湿操作と装置 5
11 乾燥：含水率の定義、乾燥特性曲線 6
12 乾燥：乾燥速度と乾燥時間 6
13 粉粒体:粒径と粒度分布、粉粒体の性質 7
14 粉粒体:粉砕、分級 7
15 粉粒体:集塵、濾過 8
16 期末試験
17 試験返却・総まとめ
到達達成度の指標（ルーブリック）
到達
目標		 理想的なレベル（Ａ）の目安 標準的なレベル（Ｂ）の目安 未到達なレベル（Ｃ）の目安 自己評価
1 平面および円筒状複合壁の一次元定常熱伝熱についての応用的な問題を解くことができる。 基礎的な平面および円筒状複合壁の一次元定常熱伝熱問題を解くことができる。 平面および円筒状複合壁の伝熱公式が使えない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
2 壁を隔てた流体間の伝熱について理解し、二重管熱交換器の伝熱面積と最小所用流量ができる。 壁を隔てた流体間の伝熱について理解し、二重管熱交換器の伝熱面積の計算ができる。 二重管熱交換器の原理、熱収支を理解できない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
3 相対する２つの壁間の放射伝熱量を放射率も考慮し計算できる。 簡単な放射伝熱量の計算ができる。 放射伝熱量の計算公式が使えない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
4 蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てて、伝熱面積を計算し設計できる。 蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てて、伝熱面積との関係を計算できる。 蒸発缶の物質収支とエネルギー収支を立てられない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
5 乾燥特性曲線の説明ができ、乾燥全期間の乾燥速度が計算できる。 乾燥特性曲線の説明ができ、恒率乾燥期間の乾燥速度が計算できる。 乾燥特性曲線が理解できず、恒率乾燥期間の乾燥速度が計算できない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
6 湿度図表の使い方に習熟し、断熱増湿の手順を設計できる。 湿度図表の使い方に習熟し、断熱増湿の基本的な問題が解ける。 湿度図表を用いて湿り空気についての物性を・性質が読み取れない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
7 Stokesの法則を利用して、単一粒子の沈降速度を計算し、分級操作に適用できる。 Stokesの法則を利用して、単一粒子の沈降速度を計算できる。 Stokesの法則が使えず、単一粒子の沈降速度を計算できない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
8 Kozeny-Carmannの式を利用して、粒子層中の流体の圧力損失を計算し、集塵操作に適用できること。 Kozeny-Carmannの式を利用して、粒子層中の流体の圧力損失を計算できる。 Kozeny-Carmannの式が使えず、粒子層中の流体の圧力損失を計算できない。 Ａ・Ｂ・Ｃ
到達度評価
定期試験の結果を80%、提出物の内容を20%として評価する。
履修上の注意
本科目は専攻科1年の概論科目であり、本科4,5年の生物工学コースで学んだ学生が専攻科で応用化学をより深く学ぶために必要な専門基礎知識を身につけることを目的としている。伝熱、調湿、乾燥、機械的分離という化学工学の幅広い分野を学ぶので、着実に習得してほしい。
なお本科目はすべて英語にて行う。
事前学習・自己学習・関連科目
本科目の理解のためには数学（微分積分）、物理（力学）、化学工学基礎（収支計算）に関する知識と計算力を必要とする。教科書および配布プリントの内容の予習と、前回の授業内容の復習をするようにしよう。また課題として演習問題を課すので解答を提出すること。本科目は本科４年生の化学工学1と５年生の化学工学2、専攻科２年生の化学工学特論と関連する。
学習・教育目標
（生産工学・機械工学コース）
（生産工学・環境材料工学コース）
（生物応用化学） B-4
（電子工学）