△蒸気工学（Steam Energy Technology）[4C02]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

　まず、文明の根底を支えている動力の供給の現状を理解する。ついで、動力供給の大部を担っている蒸気を動作流体とする蒸気原動機のサイクル（ランキンサイクル、＜二相サイクル＞）と主要構成機器を理解する。主要機器の中心を成す蒸気タービンとボイラーの構成原理と動作特性、設計のための基礎理論を理解する。蒸気タービンの速度三角形を理解し、段落計算、発生仕事と効率計算ができる能力、ボイラーの形式を理解し、水循環また発生蒸気量と燃料・空気供給量計算能力を身に付けることを目指す。

（JABEE学習・教育目標）
　　「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：(A)○、(D)◎、(F)○
（JABEEキーワード）
　　「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：質量と運動量の保存、エネルギー保存則、熱力学第二法則、熱移動と温度、気体の流動、エネルギーの形態と変換、二相サイクル、熱放射と放射伝熱、相変化、熱機器、動力システム
（前提となる基礎知識と習得後の展開）
　　本科目を履修する前に、工業熱力学１及演習、工業熱力学２により、物質や諸機械の熱的性質や作用の理論、蒸気の性質、熱から動力への転換を、伝熱工学により熱の伝達と流動に関する項目を習得しておく必要がある。本科目の修得により、実際の動力機器の初歩的設計が可能となる

＜授業計画＞

第　１回　概説。本講義趣旨説明。エネルギー事情と電力供給。蒸気動力プラントの特徴。
第　２回　蒸気の一般的性質、h-s線図、定常流のエネルギー式の復習。
第　３回　蒸気動力プラントの熱サイクル（ランキンサイクル）。火力動力プラント。
　　　　　　ランキンサイクルの熱効率と効率改善法。再熱サイクル、再生サイクル。
　　　　　演習問題１
第　４回　各種動力プラント。原子力発電プラント、熱併給プラント。
　　　　　　コンバインドサイクル。
第　５回　蒸気タービンの作動原理と形式。段、ノズル、回転羽根。衝動段、反動段。
第　６回　ノズル内の流動。断熱熱落差、先細ノズル、末広ノズル。ノズルの速度係数。
　　　　　演習問題２
第　７回　回転羽根内の流動。速度三角形、回転羽根の速度係数、段の線図効率、
　　　　　　線図仕事。
　　　　　演習問題３
第　８回　速度複式衝動段。
　　　　　　反動段の線図効率。
　　　　　演習問題４
第　９回　蒸気タービンの諸損失と性能。内部損失、外部損失、タービン内部効率、
　　　　　　機械効率、有効効率、有効仕事、タービン熱効率。
第１０回　蒸気タービンの主要部。蒸気タービンの制御。
第１１回　ボイラーの構成と種類。丸ボイラーと水管ボイラー
　　　　　　（自然循環ボイラー、強制循環ボイラー、貫流ボイラー）。
第１２回　ボイラーの水循環と二相流動。
　　　　　　ボイラーの容量と性能値。蒸発容量、換算蒸発量、ボイラー効率。
　　　　　演習問題５
第１３回　ボイラー燃料と燃焼。液体・固体・気体燃料、燃焼装置。
　　　　　　燃焼と所用空気量、燃焼ガス。
　　　　　演習問題６
第１４回　定期試験

＜成績評価方法及び水準＞

定期試験満点７０点、全演習レポート合計満点３０点として、それらの合計得点６０点以上を合格とする。

＜教科書＞

『ボイラーおよび蒸気原動機』植田辰洋著（共立出版）

＜参考書＞

『大学演習工業熱力学』谷下市松編（裳華房）

＜オフィスアワー＞

木曜日１４：３０−１５：００、Ａ−１７１５室。
随時
E-mail: koizumiy@cc.kogakuin.ac.jp

＜学生へのメッセージ＞

必ず授業へは出席する事。予習、復習は欠かさずに。講義だけではなく、教科書、参考書を自ら読んで勉強してもらいたい。
授業中は授業に集中し、私語厳禁。

＜参考ホームページアドレス＞

www.mech.kogakuin.ac.jp/~heat/index_j.html

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