Class 2011-2012 化学工学基礎 [Fundamentals of Chemical Engineering]

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概要・目標
目的　化学工学は、「平衡」と「変化速度」を定量的に扱い、その結果を現象解析、装置設計、操作設計、制御等に活用することを基本としている。本講義では、その基礎となる「平衡」と「変化速度」に関する法則と考え方を学ぶ。
概要　物質が自然界の中で安定に存在する状態（平衡）とは何か、物質の状態が変化しようとする速度とそれをもたらす駆動力は何かについての基本的な考え方とそれに関する自然界の法則を学習する。平衡の概念と速度の概念を学んだ後、物質(成分濃度) 、運動量（流れ）、熱エネルギーの３つの物理量が関係する移動現象および移動速度の表現方法とその活用法について学習する。

授業内容
履修のポイント：身近におきる現象についての自然の法則を理解することがポイント。
第１回物質の性質と平衡
第２回平衡と速度
第３回反応速度
第４回身近な移動現象論の紹介：その位置づけ
第５回熱伝導度とエネルギー移動機構：熱伝導についてのフーリエ則
第６回多層壁の熱伝導：抵抗の加算
第７回中間試験
第８回拡散係数と物質移動の機構：２成分系の拡散のフィック則
第９回物質移動係数の意味と使い方　　　　
第１０回運動量移動：粘性についてのニュートン則（1.1）、ニュートン則の一般化、　
第１１回層流の速度分布：微小区間の運動量収支と境界条件、流下液膜の流れ
第１２回乱流の速度分布：円管内の流れ
第１３回無次元数と次元解析　
第１４回講義のまとめ
第１５回　期末試験
履修のポイント：物資の流れがない場合とある場合について、どのような物質の移動が生じているのか、その現象の法則は何か、それらの現象が複数同時におきている場合にどのように定量的にまとめるのかについての考え方を理解しておくこと。

履修条件・関連項目
熱力学基礎および化学工学序論を履修済みであることが望ましい　

テキスト・教科書
教科書は用いず、随時プリント等を配布して講義を行う。
主な副読本として橋本健治編「ケミカルエンジニアリング」培風館を用いる。

参考書
化学工学基礎、化学工学などのテキスト類、化学工学便覧
試験管からプラントまで」（高塚他、培風館）「拡散と移動現象」（宝沢他、培風館）な　
どの著書を読むと良い。

成績評価の方法
達成度評価の対象は主に中間試験と定期試験であるが、2回の試験以外の講義における達成度も評価する必要があるので、講義で実施した演習、レポートの回答内容も評価対象とする。
・最終評価は、中間試験と定期試験の成績を80％、演習、レポート点を20％の割合で、合計100点満点で評価する。成績はS, A, B, C, Dで評価し、Sは90点以上、Aは80以上90点未満、Bは70以上80点未満、Cは60以上70点未満、Ｄは60点未満で、達成度の合格ラインはC以上の60点以上とする。
・尚、60点未満で達成度が合格点に満たない者で、全受講者の中間・定期試験の平均点との差が20点未満の者には、追試験を行うことがある。追試験の結果、追試験の点数と中間、期末試験の平均値とを足して平均し、合格点である60点に達した者にはCを与える。

教員から一言
「覚える型の学習法」から「考えて理解する型の学習法」へ切り替えよう。予習と復習に十分な時間をかけて、大学ではじめて学ぶ自然現象に秘められた法則を知って、それを使って現象を理解するという考え方を身につけてほしい。

キーワード
収支，物性と平衡、反応速度、移動現象の基礎、移動速度係数,相似則、流れ、流体輸送、伝熱（伝道、対流、放射）、無次元数、次元解析　