プロセス設計（Process Design）[5C08]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

実用性を重視したプロセス設計の基礎を学ぶ、物性収集、気液平衡、熱交換、蒸留、ポンプ、配管サイズなどプラント基本設計全般を行います。プロセス設計とプロセス設計演習とは一体の講義です。プロセス設計についての講義を前者の授業で行います。更により深い理解のため、後者の授業では例題理解と演習を行います。ですから、プロセス設計とプロセス設計演習を一体として選択されることを希望します。

＜授業計画及び準備学習＞

第1週　化学工学関連情報の収集、エンジニアリング産業論(欧米）、エンジニアリング産業論(日本）
　　　 この講義はプロセス設計およびプロセス設計演習の２時限に渡って行います。　
第2週　プロセスエンジニアリング概要：
　　　 位置付け、化学プロセスの工業化、化学プロセスの組立、製品品質、工程例、
　　　 プロセス決定ポイント、用役、物質熱収支、PFD、P&IDなど
　　　この講義はプロセス設計およびプロセス設計演習の２時限に渡って行います。
第3週　物性推算（１）：状態方程式、エンタルピー、蒸気圧
第4週　物質収支（１）：物質保存則、物質収支の例
第5週　フラッシュ計算：フラッシュ計算式導出、数値解法、露点と沸点
第6週　物性推算（２）：燃焼熱、生成熱、反応エンタルピー、化学平衡定数
第7週　物性推算（３）：フガシティ、気液平衡定数、活量、粘度
第8週　管内流動（１）：鋼管規格、粘性法則、ニュートン流体と非ニュートン流体、
　　　 レイノルズ数、相当径
第9週　管内流動（２）：配管要素の圧力損失、ベルヌイの定理、トリチェリの定理、ポンプ
第10週　蒸留（１）：蒸留とは、気液平衡、単蒸留と連続蒸留
第11週　蒸留（２）：マッケーブ・シール作図法、最小還流比と最小理論段数
第12週　伝熱（１）：伝熱の形態、伝導伝熱、異種材料の熱伝導、輻射伝熱、加熱炉
第13週　伝熱（２）：対流伝熱、伝熱係数、熱収支、熱交換器
第14週　反応　：　反応系の分類、反応速度、反応器モデル

＜成績評価方法及び水準＞

課題レポートを４つ提出してもらいます。その平均点が60点以上を合格とします。

＜教科書＞

事前にパワーポイント（PPT）をアップロードします。
授業前にダウンロードしてください。

＜参考書＞

購入する必要はありません。図書館で調べる場合の参考書を挙げます。
化学工学便覧基礎編（日本化学会）、化学工学便覧（化学工学会）、化学プラント建設便覧（玉置明善）

＜オフィスアワー＞

メールで約束の上、その都度対応します。

＜学生へのメッセージ＞

プロセス設計とは、物性、熱力学、単位操作などの化学工学知識を総動員して、ある原料から目的とする製品を製造するための単位操作の構成（プロセス）、その使用条件、その単位操作機器のサイジング、その制御方法などのプロセス的要求に基づいた基本的仕様を決定することです。謂わば、プラントの性能を決定する設計であり、掘り下げれば奥深いものがあります。できるだけ事例を使って、理解しやすい授業にしたいと思います。判らないときは気軽に質問してください。理解を確認しながら共に進みたいと考えます。

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