プロセス設計演習（Exercise on Process Design）[5D02]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

　プロセスとは実際にある一連の操作、物質の処理のことである。そして、多くのシステム（要素）から構成されている。そこで、前半は、要素として“熱交換器”を取り上げ、各自の設計条件に基づき設計計算を行う。後半は、プロセスとして蒸留塔周りの簡易的なプロセス・フロー・ダイアグラム（PFD）の作成を行う。続いて、その蒸留塔に関する全体としての物質収支と熱収支計算を行い、PFDに反映させる。
（JABEE学習・教育目標）
「環境化学工学プログラム」：(Ｅ)○　（F)◎
JABEE基準1の（1）の知識・能力：(d)-(3)○

＜授業計画＞

1. プロセス設計演習ガイダンス（概要・計算方法等）
2. 熱交換機の概要　　説明および各自設計条件の決定
3. 設計計算法 (1)　交換熱量・伝熱面積・伝熱管本数
4. 設計計算法 (2)　管側流速・胴内径の決定・伝熱管配置図作成
5. 設計計算法 (3)　胴側流速・管側および胴側境膜伝達係数
6. 設計計算法 (4)　総括熱伝達係数・オーバーデザイン（計算値　/　仮定値＝1.0〜1.1）の判定
7. 設計計算法 (5)　第1回目の計算結果のまとめと問題点の検討
8. 設計計算法 (6)　総括熱伝達係数が計算値　/　仮定値＝1.0〜1.1を満たすまで繰り返し計算
9. 概要説明と設計条件の決定
10.　PFDの作成(1)
11. PFDの作成(2)　プロセス制御を含む
12. 物質収支
13. 熱収支
14. 物質・熱収支を含むPFDの作成

＜成績評価方法及び水準＞

前半は、レポート“遊動頭式多管円筒形熱交換器設計計算書”を提出する。
後半は、レポート“作成したPFD（プロセス・フロー・ダイアグラム）” を提出する。
各レポートにより最終成績を評価する。各レポートの平均点が６０点以上の者を合格とする。

＜教科書＞

前半、後半ともに授業説明および配布プリントに従って行う。　
配布プリント：“説明および例題”のプリントを配布する。

＜参考書＞

前半　　熱交換器設計ハンドブック　尾花英郎著　工学図書
後半　　Web教材（化学工学会作成）を紹介する。

＜オフィスアワー＞

メールで約束の上、対応する

＜学生へのメッセージ＞

　各自所定の設計条件に基づいて、設計計算を行い、計算結果が許容範囲を満たすための問題点を明らかにし、解決する手法を体験して欲しい。

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